Исследователи из столичного университета Осаки разработали искусственный лист, который преобразует CO2 в жидкость муравьиной кислоты без использования батареек или электронных микросхем управления. В системе используется специализированный твердый электролит, который саморегулируется на основе солнечного тепла, что позволяет поддерживать стабильное производство топлива, несмотря на изменение облачного покрова.
Искусственный фотосинтез уже давно обещает способ очистить атмосферу от углекислого газа и превратить его в чистое топливо. Однако, по словам Autonocion, предыдущие лабораторные прототипы часто были слишком тяжелыми и сложными для практического использования, поскольку для управления нестабильной природой солнечного света требовалась дорогая электроника и внешние батареи.
Раствор твердого электролита Столичного университета Осаки
Команда столичного университета Осаки устранила необходимость в традиционном оборудовании управления, изменив конструкцию электролизера. В основе инновации лежит специальный твердый электролит, который автономно выполняет функции контроллера отслеживания точки максимальной мощности (MPPT), сообщает Autonocion. В стандартных системах контроллер MPPT необходим для регулировки напряжения и тока, чтобы обеспечить эффективность при колебаниях солнечного света.
Новая система заменяет эти электронные схемы чисто физическим механизмом. По мере увеличения интенсивности солнечного света электролизер естественным образом нагревается. Повышение температуры вызывает уменьшение электрического сопротивления, что позволяет электричеству течь более свободно. Когда облака закрывают солнце, система охлаждается и соответственно уменьшает поток.
Исследовательская группа столичного университета Осаки, через Autonocionобъяснил, что электролизер нагревается естественным образом при увеличении солнечного света и что система спроектирована таким образом, что этот нагрев вызывает падение электрического сопротивления, позволяя электричеству течь более свободно.
Превращение CO2 в жидкую муравьиную кислоту
Устройство работает путем преобразования воды и CO2 в муравьиную кислоту, жидкое топливо, которое можно хранить так же, как бензин. По данным Autonocion, эта химическая продукция особенно ценна, поскольку уже существует промышленность, готовая использовать ее в качестве источника топлива.
Используя тепло, выделяемое солнечным светом, для регулирования потока тока, система поддерживает стабильное производство этого топлива независимо от того, ясное небо или пасмурное. Это устраняет необходимость в дорогостоящих инверторах и системах управления на базе батарей, что упрощает производственный процесс и снижает общие затраты.
Изменения в инфраструктуре для будущих транспортных средств
Возможность производить пригодное для хранения жидкое топливо без электросети, батарей или сложной электронной инфраструктуры может изменить технические требования к транспортировке будущего. Поскольку муравьиная кислота является стабильной жидкостью, она позволяет избежать проблем с весом и инфраструктурой, связанных с литиевыми батареями.
Система имитирует биологический интеллект натурального листа, который регулирует свое устьичное отверстие в зависимости от уровня освещенности, чтобы выжить и расти без внешних источников энергии. Применив эту физическую саморегуляцию к электролизёру, японские исследователи создали метод производства топлива, не зависящий от стабильности погоды или наличия зарядной сети.
Продолжение темы
