Главное новшество — электролизер, для которого не нужны батареи и сложная управляющая электроника. В обычном режиме искусственного фотосинтеза такие компоненты помогают сглаживать перепады энергии: солнце в течение дня светит то ярко, то слабее, а устройству необходимо поддерживать стабильное напряжение и ток.

Команда под руководством доцента Ясуо Мацубары и профессора Ютаки Амао решили установить «регулятор» прямо в электролизере.

Для этого исследователи использовали специально разработанный твердый электролит. Он меняет электрические свойства устройства при меньшем нагреве. Когда солнечный свет становится интенсивнее, электролизер нагревается, его электрическое сопротивление уменьшается, и ток проходит свободнее.

«С началом распространения электромагнитного излучения электролизер нагревается. Система задается таким образом, что этот нагрев приводит к уменьшению напряжения, что позволяет электрическому току протекать более свободно», — объяснил профессор Амао.

По его словам, за счет этой системы «автоматически регулируются электрические характеристики». В результате она может стабильнее производить топливо в течение дня и обходиться без батарей, и не нужны преобразователи и дорогие компоненты управления.

Искусственный фотосинтез работает по тому же принципу, что и природный: солнечный свет помогает превращать воду и углекислый газ в вещества, в которых можно сохранять энергию. В этой системе таким веществом стала муравьиная кислота. Ее рассматривают как топливо и способы накопления энергии.

Технологию уже проверили в открытой атмосфере. При естественном солнечном свете, несмотря на его колебания, система стабильно производила муравьиную кислоту из воды и CO2.

«Мы были уверены в успехе, поскольку ранее уже продемонстрировали это исследование на выставке Osaka Kansai Expo 2025», — рассказал профессор Мацубара.

По его словам, тогда ученым удалось получить достаточное количество муравьиной кислоты, чтобы питать миниатюрную диораму в павильоне. Исследователи считают, что в будущем такая система искусственного фотосинтеза может использоваться, например, для зарядки домашних устройств.