fr.wedoany.com Rapport : Une équipe de recherche de l'Université métropolitaine d'Osaka a mis au point un nouveau système de photosynthèse artificielle, qui intègre directement des composants chimiques autorégulés dans un électrolyseur pour une production plus stable de carburant solaire. Ce dispositif élimine le besoin de méthodes de contrôle alimentées par batterie, supprimant ainsi les composants coûteux des systèmes traditionnels.
À l'instar de la photosynthèse naturelle, la photosynthèse artificielle utilise la lumière du soleil pour convertir l'eau et le dioxyde de carbone en carburants utiles tels que l'acide formique. Dans ce processus, l'électrolyseur joue un rôle central en convertissant l'énergie électrique produite par les panneaux solaires en énergie chimique, stockée sous forme d'acide formique.
Pour garantir une conversion énergétique efficace malgré les variations d'ensoleillement, de nombreux systèmes existants utilisent une méthode de contrôle par suivi du point de puissance maximale (MPPT), qui ajuste en continu la tension et le courant pour maximiser la puissance de sortie des panneaux solaires. Cependant, les systèmes MPPT nécessitent généralement des batteries ou des équipements électroniques supplémentaires pour stabiliser le flux d'énergie, ce qui augmente les coûts et la complexité globale.
Dirigée par le professeur associé Yasuo Matsubara et le professeur Yutaka Amao du Centre de recherche sur la photosynthèse artificielle de l'Université métropolitaine d'Osaka, en collaboration avec Iida Group Holdings Co., Ltd, l'équipe a repensé la structure du système en intégrant un électrolyte solide spécial dans l'électrolyseur. Dans ce nouveau système, l'électrolyseur lui-même peut exécuter automatiquement la fonction MPPT, sans batterie externe.
Contrairement aux approches traditionnelles qui dépendent de dispositifs électroniques externes, de batteries et de convertisseurs pour maintenir un fonctionnement efficace, cet électrolyseur ajuste de manière autonome son comportement électrique grâce à ses propriétés thermiques et d'impédance. Le professeur Amao explique que lorsque l'ensoleillement augmente, l'électrolyseur chauffe naturellement, et la conception du système fait en sorte que cette augmentation de température entraîne une baisse de la résistance, permettant une circulation plus libre du courant, réalisant ainsi un ajustement automatique du comportement électrique.
Ce mécanisme d'autorégulation contribue à une production de carburant plus stable tout au long de la journée, tout en réduisant la dépendance du système vis-à-vis des batteries et des composants externes coûteux. L'équipe a testé un dispositif intégrant cette technologie dans des conditions réelles d'ensoleillement, et il a produit de manière stable de l'acide formique à partir de l'eau et du dioxyde de carbone, même en cas de fluctuations de l'intensité lumineuse.
Le professeur Matsubara a indiqué que l'équipe de recherche avait déjà présenté ces résultats au « Pavillon conjoint Iida Group × Université métropolitaine d'Osaka » de l'Exposition universelle 2025 Osaka-Kansai. Le système a produit avec succès une quantité suffisante d'acide formique pour alimenter une maquette miniature dans le pavillon, démontrant son potentiel en tant que système de photosynthèse artificielle efficace, qui pourrait à l'avenir être utilisé pour recharger des appareils dans les foyers. Cette étude a été publiée dans la revue EES Solar.
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