Un gruppo di ricerca dell’Osaka Metropolitan University ha sviluppato un sistema di fotosintesi artificiale capace di produrre combustibili solari in modo più stabile, anche in condizioni di luce variabile. La novità principale consiste nell’integrazione di un componente chimico autoregolante direttamente nell’elettrolizzatore, eliminando la necessità di batterie e sistemi elettronici di controllo esterni. Il lavoro è stato pubblicato sulla rivista EES Solar.
Il sistema imita la fotosintesi naturale, convertendo luce solare, acqua e anidride carbonica in acido formico, una forma di combustibile utilizzabile come accumulo di energia.
Come funziona la conversione di CO₂ e acqua
Nel cuore del sistema si trova l’elettrolizzatore, responsabile della trasformazione dell’energia elettrica prodotta dai pannelli solari in energia chimica. Questa viene poi immagazzinata sotto forma di acido formico.
Nei sistemi tradizionali, la produzione deve essere ottimizzata attraverso il Maximum Power Point Tracking (MPPT), un metodo che regola continuamente tensione e corrente per ottenere la massima efficienza dai pannelli solari. Tuttavia, questo approccio richiede batterie e componenti elettronici aggiuntivi, con un aumento significativo dei costi e della complessità dell’impianto.
L’innovazione: un elettrolizzatore auto-regolante
Il team guidato dal professor Yasuo Matsubara e dal professor Yutaka Amao, in collaborazione con Iida Group Holdings Co., ha riprogettato il sistema integrando un elettrolita solido speciale direttamente nell’elettrolizzatore.
In questa configurazione, è lo stesso dispositivo a svolgere la funzione MPPT, senza bisogno di supporti esterni. Il principio è basato sulle proprietà termiche e di impedenza del materiale.
Secondo Amao, quando la luce solare aumenta, l’elettrolizzatore si riscalda naturalmente e la sua resistenza elettrica diminuisce. Questo permette un flusso di corrente più efficiente, rendendo il sistema capace di auto-regolare il proprio comportamento elettrico in tempo reale.
Produzione stabile anche con luce variabile
Uno degli aspetti più rilevanti della tecnologia è la sua capacità di mantenere una produzione stabile anche in condizioni ambientali non costanti. Nei test sperimentali, il dispositivo ha generato acido formico in modo continuo da acqua e CO₂ sotto luce solare reale, anche con intensità fluttuante.
Questo risultato dimostra che il sistema può funzionare senza i tradizionali dispositivi di stabilizzazione energetica, riducendo la dipendenza da infrastrutture esterne e migliorando l’affidabilità complessiva.
Dalla ricerca all’esposizione pubblica
Il progetto era già stato presentato in una dimostrazione pubblica durante l’Expo Osaka Kansai 2025, all’interno del padiglione “Joint Pavilion Iida Group × Osaka Metropolitan University”. In quell’occasione, il sistema era stato utilizzato per generare una quantità sufficiente di acido formico da alimentare un piccolo diorama.
Secondo il professor Matsubara, la sperimentazione ha confermato le potenzialità della tecnologia, che potrebbe in futuro trovare applicazione anche in contesti domestici per la produzione e l’accumulo di energia solare sotto forma di combustibili chimici.
Fonte: TechXplore
