Att använda solljus för hållbar och billig produktion av, till exempel, mediciner. 'Minifabriken' i form av ett löv som kemiingenjörer från Eindhovens tekniska universitet presenterade 2016 visade att det är möjligt. Nu har forskarna kommit med en förbättrad version:deras "mini-fabrik" kan nu hålla produktionen på samma nivå, oberoende av variationen i solljus på grund av molnighet eller tid på dygnet. Som ett resultat, detta ökar den genomsnittliga avkastningen med cirka 20 %. Detta beror på ett smart återkopplingssystem som kostar mindre än 50 euro som automatiskt saktar ner eller snabbar upp produktionen. Detta har tagit bort en betydande praktisk barriär för gröna reaktorer som arbetar enbart på solljus.

Med sina forskare av 'konstgjorda blad', under ledning av kemikalieingenjören Eindhoven Timothy Noël, skördade mycket beundran för ungefär ett och ett halvt år sedan. Först lyckades man göra kemiska reaktioner möjliga med solljus – något som tidigare verkat nästan omöjligt. Kemister hade drömt om denna möjlighet i evigheter, men problemet var att mängden solljus inte räckte till.

Deras genombrott kan delvis tillskrivas användningen av relativt nya material (så kallade luminescerande solkoncentratorer) som tätar in en specifik del av solljuset inuti, på ett liknande sätt som växter som gör detta med hjälp av speciella antennmolekyler i sina blad. Den andra upptäckten var att applicera mycket tunna kanaler i dessa material, genom vilken vätskor pumpas och därigenom utsätter vätskorna för tillräckligt med solljus för att kemiska reaktioner ska kunna ske. Slutprodukterna strömmar sedan ut vid kanalernas ytterligheter.

Problem:inte alltid lika mycket sol

Ett av de största praktiska problemen för att tillämpa detta i stor skala är att det inte alltid finns samma intensitet av solljus. Eftersom, till exempel, himlen är molnig eller så varierar solljuset i intensitet och sammansättning under dagen. "Om det är för mycket ljus, du får oönskade biprodukter och om det är för lite ljus, reaktionerna sker inte eller gör det för långsamt, " Noël förklarar. "Helst, systemet bör automatiskt anpassa sig till mängden inkommande solljus."

Det återkopplingssystem som utvecklats gör precis det. Den består av bara tre relativt enkla element. En ljussensor mäter mängden ljus som når kanalerna. En mikrokontroller översätter denna signal till en pumphastighet. Och pumpen driver vätskorna genom kanalerna med den hastigheten. Allt detta kostar mindre än 50 euro. Experiment för att bestämma den erforderliga pumphastigheten för en specifik ljusintensitet gjorde det möjligt för forskarna att optimera återkopplingsslingan.

Testa på taket

Förutom laboratorietester under artificiellt ljus, de testade också sitt system utomhus i naturligt solljus, ovanpå taket på en av byggnaderna på TU/e ​​campus. Vid en avkastningsinställning på 90 %, systemet höll produktionen stabil i en timme mellan 86% och 93%. Samma system utan återkopplingsslinga varierade signifikant mellan 55 % och 97 %. Den genomsnittliga avkastningen ökade med cirka 20 % tack vare återkopplingsslingan.

Enligt Noël, detta för en billig och hållbar reaktor betydligt närmare att kunna producera kemiska produkter i stor skala, var du vill, med bara solljus som energikälla. "Det är oundvikligt att energipriserna kommer att stiga. Och med en energikälla som solen som är gratis och tillgänglig, den här typen av tekniska lösningar kan göra skillnad. "