Cientistas da Universidade Metropolitana de Osaka desenvolveram um sistema de fotossíntese artificial que converte luz solar, água e dióxido de carbono em combustível químico sem a necessidade de uma unidade de controle alimentada por bateria. Normalmente, essa unidade é necessária para ajustar continuamente o eletrolisador às mudanças de iluminação e às condições ambientais. No projeto japonês, o próprio eletrolisador regula o sistema utilizando processos naturais de aquecimento.
Fonte da imagem: Universidade Metropolitana de Osaka
Tradicionalmente, em tais sistemas, os painéis solares alimentam apenas o eletrolisador, enquanto os componentes eletrônicos com MPPT (rastreamento do ponto de máxima potência) ajustam a tensão e a corrente às mudanças nas condições de luminosidade. Isso é necessário porque a luz solar atinge a Terra de forma irregular, sendo afetada pela cobertura de nuvens, pelo ângulo de incidência e por muitos outros fatores. Como resultado, o aquecimento constante altera o modo de operação do sistema. Esse problema é geralmente resolvido com componentes eletrônicos alimentados por baterias independentes, o que garante um desempenho estável do eletrolisador. Consequentemente, a plataforma torna-se mais complexa e cara.
O novo desenvolvimento aborda esse problema de forma diferente: os pesquisadores integraram um eletrólito sólido com função de regulação automática diretamente no eletrolisador. À medida que o fluxo de energia solar aumenta, o eletrolisador aquece, sua resistência elétrica diminui e a corrente flui com mais facilidade. Assim, o dispositivo ajusta automaticamente suas características elétricas e realiza o MPPT de forma eficaz, sem a necessidade de componentes eletrônicos ou baterias externas.
Testes em campo demonstraram que o sistema produz ácido fórmico a partir de CO2 e água de forma consistente, mesmo com flutuações significativas na incidência solar. Segundo os autores, essa abordagem poderia simplificar futuros sistemas de fotossíntese artificial e torná-los mais acessíveis a residências ou a soluções de pequena escala fora da rede elétrica, como o armazenamento de energia solar como combustível químico líquido. Embora ainda não seja um sistema em escala comercial, representa um passo importante rumo a sistemas mais baratos e menos complexos.produção de “combustível solar”.