Изследователи от Столичния университет в Осака разработиха нова система за изкуствена фотосинтеза, способна да произвежда слънчево гориво по-стабилно, като се отказва от използването на батерии и контролно оборудване. Пробивът стана възможен благодарение на интегрирането на саморегулиращ се химичен компонент директно в електролизера, което намалява сложността и цената на системата.
Подобно на естествения фотосинтез в растенията, изкуственият фотосинтез използва слънчевата светлина за превръщане на вода и въглероден диоксид в съединения, богати на енергия. Един от тези продукти е мравчената киселина – химично вещество, което може да служи като гориво и начин за съхранение на енергия.
Как работи изкуственият фотосинтеза за получаване на слънчево гориво
В основата на тези системи лежи електролизер, който преобразува електричеството от слънчевите елементи в химична енергия. След това тази енергия се натрупва под формата на гориво, като например мравчена киселина. Основният проблем е поддържането на ефективна работа при промяната на слънчевата светлина през деня. За да решат този проблем, много системи за изкуствен фотосинтез използват проследяване на точката на максимална мощност (MPPT) – метод, който непрекъснато регулира напрежението и тока, за да могат слънчевите панели да дават максимално възможна изходна мощност.
Въпреки това традиционните MPPT инсталации обикновено разчитат на батерии и допълнителни електронни компоненти за изглаждане на енергийния поток. Макар и ефективни, тези допълнения увеличават както цената, така и сложността на системата.
Саморегулиращият се електролизер премахва необходимостта от батерии
За да преодолее това ограничение, екипът под ръководството на доцент Ясуо Мацубара и професор Ютаки Амао от Изследователския център за изкуствена фотосинтеза на Столичния университет в Осака, съвместно с Iida Group Holdings Co., Ltd препроектира самия електролизер. Техният подход използва специално разработен твърд електролит, вграден директно в устройството. В резултат на това електролизерът може автоматично да изпълнява функцията MPPT, премахвайки необходимостта от системи за управление, базирани на батерии. Вместо да разчита на външна електроника, преобразуватели или батерии, електролизерът регулира своите електрически характеристики благодарение на собствените си термични и импедансни свойства.
„С увеличаването на слънчевата светлина електролизерът естествено се нагрява. Системата е проектирана така, че това нагряване предизвиква спад в електрическото съпротивление, позволявайки на електричеството да тече по-свободно. Това кара системата автоматично да регулира своето електрическо поведение.“
обясни професор Амао
Стабилно производство на мравчена киселина при реални слънчеви условия
Когато изследователите тестваха технологията в реални улични условия, системата стабилно произвеждаше мравчена киселина от вода и CO2, дори при колебания в нивото на слънчевата светлина.
Всичко важно от света на технологиите, директно в пощата ти.
С абонирането приемате нашите Условия и Политика за поверителност. Може да се отпишете с един клик по всяко време.
Коментирайте статията в нашите Форуми. За да научите първи най-важното, харесайте страницата ни във Facebook, и ни последвайте в Google Новини, TikTok, Telegram и Viber или изтеглете приложението на Kaldata.com за Android, iPhone, Huawei, Google Chrome, Microsoft Edge и Opera!
