Sistem fotosintesis buatan baru tanpa baterai menghasilkan keluaran bahan bakar surya yang lebih stabil
Sebuah tim peneliti di Universitas Metropolitan Osaka telah mengembangkan pendekatan yang lebih praktis terhadap fotosintesis buatan dengan menciptakan perangkat yang dapat mengatur dirinya sendiri tanpa bergantung pada sistem kendali bertenaga baterai. Dengan menghilangkan kebutuhan akan komponen tambahan ini, desain ini mengurangi biaya dan kompleksitas produksi bahan bakar surya. Seperti proses alami yang digunakan tanaman, fotosintesis buatan memanfaatkan sinar matahari untuk mengubah air dan karbon dioksida menjadi senyawa yang kaya energi. Dalam sistem ini, produk akhirnya adalah asam format, bahan kimia yang dapat disimpan dan kemudian digunakan sebagai bahan bakar bersih atau bahan baku industri. Elemen kuncinya adalah elektroliser, yang mengubah listrik yang dihasilkan oleh sel surya menjadi energi kimia, sehingga memungkinkan untuk menangkap dan menyimpan tenaga surya dalam bentuk asam format untuk digunakan di masa depan. Terobosan mengurangi ketergantungan pada perangkat elektronik yang kompleks Mempertahankan produksi bahan bakar surya yang efisien menjadi tantangan ketika intensitas sinar matahari berubah sepanjang hari. Untuk mengatasi hal ini, banyak sistem fotosintesis buatan mengandalkan teknik yang dikenal sebagai Pelacakan Titik Daya Maksimum (MPPT), yang secara terus menerus menyesuaikan tegangan dan arus untuk memastikan sel surya beroperasi pada efisiensi setinggi mungkin. Namun, pengaturan MPPT konvensional biasanya memerlukan baterai atau perangkat keras kontrol elektronik tambahan untuk memperlancar fluktuasi aliran energi. Komponen tambahan ini menambah kompleksitas biaya dan teknik, sehingga penerapan sistem fotosintesis buatan dalam skala besar menjadi lebih sulit. Untuk mengatasi tantangan ini, tim peneliti di Osaka Metropolitan University mengembangkan sistem fotosintesis buatan yang lebih sederhana dengan membangun fungsi kontrol langsung ke dalam elektroliser. Dipimpin oleh Associate Professor Yasuo Matsubara dan Profesor Yutaka Amao, dan bekerja sama dengan Iida Group Holdings Co., Ltd, para peneliti mengintegrasikan elektrolit padat khusus ke dalam perangkat. Daripada bergantung pada baterai dan kontrol elektronik tambahan untuk menjaga sel surya bekerja secara efisien, elektroliser baru ini dapat menyesuaikan diri secara otomatis. Ia menggunakan sifat elektrolit padat untuk mengatur perilaku kelistrikannya, sehingga memungkinkannya menjalankan fungsi Pelacakan Titik Daya Maksimum (MPPT) tanpa perangkat keras tambahan. Elektroliser yang responsif terhadap panas menjaga produksi bahan bakar surya berjalan efisien Menurut Profesor Amao, sistem secara otomatis merespons perubahan sinar matahari tanpa memerlukan kontrol eksternal. Ketika intensitas matahari meningkat, elektroliser menjadi panas, yang menurunkan hambatan listrik dan memungkinkan listrik mengalir lebih mudah. Respons bawaan ini memungkinkan perangkat menyesuaikan perilaku kelistrikannya sendiri dan mempertahankan pengoperasian yang efisien. Amao menambahkan bahwa mekanisme pengaturan mandiri yang ada di dalamnya membantu menjaga produksi bahan bakar lebih konsisten sepanjang hari sekaligus mengurangi kebutuhan baterai dan perangkat keras eksternal mahal lainnya. Dengan menyesuaikan secara otomatis terhadap perubahan kondisi, sistem juga menyederhanakan desain keseluruhan. Untuk mendemonstrasikan konsep tersebut, para peneliti menguji prototipe yang dilengkapi dengan teknologi baru di bawah sinar matahari luar ruangan yang sebenarnya. Perangkat ini mampu terus-menerus mengubah air dan karbon dioksida menjadi asam format, mempertahankan kinerja yang stabil bahkan ketika intensitas sinar matahari berubah. Para peneliti lebih lanjut mencatat bahwa teknologi ini telah menunjukkan potensi praktisnya di dunia nyata. Menurut tim, sistem tersebut menghasilkan cukup asam format untuk menyalakan diorama mini yang dipajang di paviliun, yang menggambarkan bagaimana sistem fotosintesis buatan yang efisien suatu hari nanti dapat menghasilkan dan menyimpan energi bersih untuk digunakan dalam aplikasi rumah tangga.
Diterbitkan : 2026-06-14 21:43:00
sumber : interestingengineering.com
