Учені змогли зробити з листя "ідеальні сонячні панелі": як це вдалося

Дослідники дійшли висновку, що розуміння процесу перетворення сонячної енергії зеленими рослинами та іншими організмами, що фотосинтезують, може допомогти розробити настільки ж ефективні методи генерації електроенергії або фотохімії. Про це пише портал Interesting Engineering.

Як зазначають у виданні, рослини і фотосинтезуючі бактерії давно демонструють ефективність перетворення енергії, яку традиційна фізика насилу може пояснити повною мірою. Нове дослідження спрямоване на з'ясування того, що робить хлорофіл, пігмент, що надає листю зелений колір, таким потужним поглиначем світла.

Дослідження проливає світло на роль квантової механіки в переході енергії від засвоєння у формі світла до зберігання у формі хімічної енергії практично без втрат. Це явище інженери намагалися відтворити протягом десятиліть, щоб використовувати чисту енергію.

"Квантова механіка має вирішальне значення для розуміння перших кроків передавання енергії та розділення зарядів", — зазначив професор Юрген Гауер, один з авторів дослідження.

Юрген Хауер і провідний автор роботи Еріка Кейл заявили, що результати дослідження додають важливий елемент до розуміння того, як саме відбувається передача енергії на квантовому рівні. Ці знання, теоретично, можуть допомогти розробити штучні фотосинтезуючі пристрої для використання сонячної енергії з безпрецедентною ефективністю.

Важливо Замінить 12 сонячних панелей: незвичайна турбіна генерує енергію за допомогою води (фото, відео)

Вчені зосередилися на двох ділянках спектра поглинання хлорофілу, вивчивши як низькоенергетичну область Q (діапазон від жовтого до червоного), так і високоенергетичну область B (від синього до зеленого). Вони виявили в ділянці Q два електронні стани квантово-механічно пов'язані між собою, і ця взаємодія відіграє ключову роль у передаванні енергії практично без втрат.

Як зазначив Юрген Гауер, природа "знайшла ідеальне рішення" для перетворення сонячної енергії на хімічну. Детальніше вивчивши взаємодію квантових станів у хлорофілі, вчені могли б розробити настільки ж ефективні методи генерації електроенергії або фотохімії.

Нагадаємо, група вчених з Наньчанського університету в Китаї виявила, що алюмінієва фольга може підвищити теплопровідність сонячних панелей і охолоджувати їх зсередини.

Також повідомлялося, що дослідники з Кембриджського університету і Каліфорнійського університету в Берклі розробили новий метод виробництва чистого палива і хімікатів.