參考消息網(wǎng)6月15日?qǐng)?bào)道 據(jù)美國(guó)《科學(xué)日?qǐng)?bào)》網(wǎng)站6月11日?qǐng)?bào)道，日本大阪公立大學(xué)的研究人員研發(fā)出一套全新的人工光合作用系統(tǒng)，這套系統(tǒng)能夠更穩(wěn)定地制取太陽能燃料，同時(shí)不再需要基于電池的控制設(shè)備。此次技術(shù)突破源于將一種自調(diào)節(jié)化學(xué)組件直接集成到電解裝置中，既降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度，也降低了成本。

跟植物的天然光合作用一樣，人工光合作用利用陽光將水和二氧化碳轉(zhuǎn)化為富含能量的化合物。甲酸就是其中一種產(chǎn)物，這種化學(xué)物質(zhì)可以用作燃料，也可以用來儲(chǔ)存能量。

這類系統(tǒng)的核心部件是電解裝置，它能將太陽能電池產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。這些能量隨后會(huì)以甲酸等燃料的形式儲(chǔ)存起來。

主要難點(diǎn)在于，光照強(qiáng)度在一天中不斷變化，系統(tǒng)難以維持高效運(yùn)轉(zhuǎn)。為解決這一問題，很多人工光合作用系統(tǒng)都會(huì)采用最大功率點(diǎn)跟蹤技術(shù)(MPPT)。該技術(shù)會(huì)持續(xù)調(diào)節(jié)電壓和電流，讓太陽能電池輸出最大功率。

不過，傳統(tǒng)的MPPT裝置通常需要依靠電池和其他電子元件來保持電能輸送的平穩(wěn)性。這類配件雖然能發(fā)揮作用，但會(huì)增加成本和系統(tǒng)復(fù)雜度。

為克服這一限制，大阪公立大學(xué)人工光合作用研究中心的松原康郎副教授和天尾豐教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合飯?zhí)锛瘓F(tuán)控股公司，對(duì)電解裝置本身進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。

該團(tuán)隊(duì)在裝置內(nèi)部直接加裝了一種特制固體電解質(zhì)。這樣一來，電解裝置可自主實(shí)現(xiàn)MPPT的功能，不再需要基于電池的控制系統(tǒng)。

這款電解裝置不再依賴外接電子設(shè)備、轉(zhuǎn)換器或電池，而是依靠自身的熱學(xué)性質(zhì)和阻抗特性調(diào)整電氣參數(shù)。

天尾豐說：“光照增強(qiáng)時(shí)，電解裝置會(huì)自然升溫。按照這套系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，裝置升溫會(huì)使電阻下降，讓電力輸送更順暢。這就使系統(tǒng)能夠自主調(diào)整電學(xué)性質(zhì)�！�

他補(bǔ)充道：“這種自調(diào)節(jié)性有助于讓全天的燃料生產(chǎn)過程更加穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行，同時(shí)減少對(duì)電池以及高價(jià)外接元件的依賴。”

研究人員在戶外環(huán)境中測(cè)試了這項(xiàng)技術(shù)。即便光照強(qiáng)度出現(xiàn)波動(dòng)，系統(tǒng)仍然可以持續(xù)利用水和二氧化碳制取甲酸。

松原康郎說：“我們此前已在2025年大阪·關(guān)西世博會(huì)的‘飯?zhí)锛瘓F(tuán)與大阪公立大學(xué)聯(lián)合展館’展出過相關(guān)研究成果，因此我們對(duì)此次試驗(yàn)的成功充滿信心。當(dāng)時(shí)這套設(shè)備產(chǎn)出的甲酸，足以驅(qū)動(dòng)展館內(nèi)一個(gè)微型場(chǎng)景模型。這證明它有望成為一套高效的人工光合作用系統(tǒng)，有可能為家用設(shè)備供電�！�

作者： 編譯/卿松竹 來源：參考消息網(wǎng) 責(zé)任編輯：jianping