Toward Battery Free Artificial Photosynthesis

ENG: Researchers at Osaka Metropolitan University have developed a more stable and lower-cost artificial photosynthesis system that produces formic acid from carbon dioxide and water. The system uses sunlight to convert CO₂ and water into a storable solar fuel, similar to natural photosynthesis. In conventional systems, an electrolyzer works together with solar cells to transform electrical energy into chemical energy, but maintaining efficient operation under changing sunlight usually requires batteries or electronic control systems such as Maximum Power Point Tracking.

Credit: Osaka Metropolitan University

The research team redesigned the electrolyzer by integrating a special solid electrolyte that allows the device to regulate itself without batteries. As sunlight increases, the electrolyzer heats up, its electrical resistance decreases, and electricity flows more efficiently, helping the system automatically adjust to changing conditions. Tests under real sunlight showed stable formic acid production, and the device generated enough fuel to power a miniature diorama at the Osaka Kansai Expo 2025, demonstrating its potential for future low-cost artificial photosynthesis applications.

RO: Cercetătorii de la Osaka Metropolitan University au dezvoltat un sistem de fotosinteză artificială mai stabil și mai ieftin, capabil să producă acid formic din dioxid de carbon și apă. Sistemul folosește lumina soarelui pentru a transforma CO₂ și apa într-un combustibil solar care poate fi stocat, într-un mod asemănător fotosintezei naturale. În sistemele obișnuite, electrolizorul lucrează împreună cu celulele solare pentru a transforma energia electrică în energie chimică, însă menținerea unui randament bun atunci când lumina soarelui variază necesită, de obicei, baterii sau sisteme electronice de control.

Echipa de cercetare a reproiectat electrolizorul, integrând în acesta un electrolit solid special, care permite dispozitivului să se autoregleze fără ajutorul bateriilor. Pe măsură ce intensitatea luminii crește, electrolizorul se încălzește, rezistența electrică scade, iar curentul circulă mai ușor, ceea ce ajută sistemul să se adapteze automat la schimbările de lumină. Testele realizate în condiții reale de lumină solară au arătat o producție stabilă de acid formic, iar dispozitivul a generat suficient combustibil pentru a alimenta o dioramă în miniatură la Osaka Kansai Expo 2025, demonstrând potențialul acestei tehnologii pentru aplicații viitoare de fotosinteză artificială cu costuri reduse.

Source (Osaka Metropolitan University, “Toward battery-free artificial photosynthesis: Stable fuel production at lower cost”, 10.06.2026)

Paper: Matsubara, Y., Kawakami, H., Kajita, Y. and Amao, Y., 2026. Chemical maximum-power-point tracking system for stabilized liquid solar-fuel production. EES Solar.