Обычные солнечные электростанции зависят от капризов погоды и суток: освещение то усиливается, то становится хуже, и для выравнивания энергоэффективности почти всегда нужны батареи и сложная электроника.
В природе все иначе: обычный лист может эффективно использовать даже рассеянный свет в пасмурную погоду. Специалисты Осакского столичного университета вдохновились природой, создав систему искусственного фотосинтеза, которая сама подстраивается под изменения солнечного освещения и превращает углекислый газ и воду в муравьиную кислоту.
Разработанная японскими учеными установка относится к классу солнечно-топливных систем: фотоэлектрические панели вырабатывают ток, а специальный электролизер на этом токе превращает энергию в химическую форму, производя жидкое топливо — в данном случае, раствор муравьиной кислоты. Обычно между панелями и электролизером ставят блок максимального съема мощности (MPPT), преобразователь и часто аккумулятор. Это позволяет панели работать на максимальной эффективности при меняющемся уровне освещения, но делает систему сложной и дорогой — фактически приходится строить «мини‑электростанцию» только ради того, чтобы затем запустить химическую реакцию.
Специалисты из Осаки пошли другим путем: они заложили функцию самоподстройки прямо в электролизер. В его сердце — твердый электролит со специальным свойством: при повышении температуры его ионное сопротивление падает, и через него легче проходит ток. Когда солнце светит ярче, панель дает больше мощности, электролизер сильнее греется, его сопротивление падает — и он способен «принять» больший ток, не уводя панель от ее оптимального режима. Когда свет ослабевает, устройство остывает и естественным образом снижает потребление тока. Ученые называют это «химическим MPPT»: функцию согласования берет на себя сама химическая система, а не отдельный блок электроники.
Источник: hi-tech.mail.ru