O frunză artificială, care produce ingrediente pentru combustibil folosind energie solară, este suficient de ușoară pentru a pluti pe apă, oferind o posibilă modalitate de a aborda penuria de teren disponibil pentru captarea energiei solare.
Spre deosebire de celulele fotovoltaice, care folosesc lumina solară pentru a genera electricitate, pilele solare de combustibil folosesc energia solară pentru a alimenta reacțiile chimice care produc combustibili. Cercetătorii încearcă de foarte mult timp să imite procesul de fotosinteză întâlnit la plante printr-un proces sintetic, care produce combustibil folosind dioxid de carbon, apă și lumina soarelui. Cu toate acestea, tehnologia existentă a fost fie ineficientă, fie atât de grea încât a fost limitată la utilizare pe sol, unde spațiul este limitat.
Erwin Reisner și colegii acestuia din cadrul Universității din Cambridge au dezvoltat o celulă solară de combustibil realizată din perovskit de plumb, un tip de cristal care poate capta energia solară. Celula produce bule de hidrogen și monoxid de carbon, care pot fi amestecate pentru a produce un combustibil denumit gaz de sinteză.
„Este primul dispozitiv de acest gen care produce combustibil solar. Deși există o mulțime de proiecte semnificative în domeniul fotovoltaic, precum fermele fotovoltaice plutitoare, noi ne-am gândit că am putea dezvolta ceva foarte asemănător pentru a produce combustibili solari”, a declarat Reisner.
Dispozitivul prototip este un pătrat cu o lățime de aproximativ 10 centimetri și o grosime de un milimetru. În cadrul testelor realizate pe râul Cam din Cambridge, acesta a produs hidrogen cu o eficiență de 0,58% și monoxid de carbon cu o eficiență de 0,0053%. „Atunci când este comparat gram la gram, randamentul dispozitivului este similar cu cel al tehnologiilor actuale de fabricare a combustibililor solari și chiar cu cel al unor anumite tipuri de plante. Deși procesul de fabricație, care implică depunerea unei pelicule subțiri de perovskit pe poliester acoperit cu indiu și staniu, este ușor de scalat, există încă unele probleme. Pentru aplicațiile comerciale, eficiența trebuie să se apropie de 10%, iar materialele utilizate ar putea fi potențial toxice pentru căile navigabile, chiar dacă ele sunt conținute în dispozitiv”, a declarat Reisner.
Deși Reisner și echipa sa nu au proiectat încă o metodă de colectare a bulelor de gaz din dispozitiv, aceștia speră că frunza va servi drept dovadă de concept pentru dispozitivele comerciale.