Naučnici otkrili najefikasniji solarni energetski sistem na svetu: Nisu ga stvorili ljudi

Credit: laurent davoust / Panthermedia / Profimedia

Solarna energija već dugo vremena predstavlja jednu od najperspektivnijih opcija za održivi razvoj energije. Iako se naučnici širom sveta trude da unaprede efikasnost solarnih panela, nova istraživanja sa Jejla pokazuju da priroda možda već ima odgovor na ovu enigmu. Istraživački tim predvođen dr Alison Svini otkrio je da džinovske školjke u zapadnom Pacifiku predstavljaju najefikasniji solarni energetski sistem na Zemlji, prevazilazeći čak i najbolje dostupne tehnologije, piše SciTech Daily.

Džinovske školjke, koje se nalaze u plitkim vodama u blizini tropskih koralnih grebena, predstavljaju pravo čudo prirode. Ove školjke su fotosimbiotičke, što znači da na njihovoj površini rastu jednoćelijske alge koje apsorbuju sunčevu svetlost. Međutim, ključ njihove efikasnosti leži u njihovoj geometriji i jedinstvenom načinu rasipanja svetlosti.

Preporučujemo

Školjke koriste sloj ćelija koje se nazivaju iridociti, koji rasipaju sunčevu svetlost pre nego što ona dospe do vertikalno postavljenih cilindara algi. Ova svetlost se zatim ravnomerno obavija oko algi, omogućavajući im da apsorbuju sunčevu energiju na najefikasniji mogući način. Raspored algi u vertikalnim kolonama, koje su paralelne sa dolazećom svetlošću, omogućava im da apsorbuju sunčevu svetlost najefikasnijom brzinom.

Prilagođavanje promenama u sunčevoj svetlosti

Jedan od najfascinantnijih aspekata džinovskih školjki je njihova sposobnost da se prilagode promenama u sunčevoj svetlosti tokom dana. Dok Sunce izlazi, jača i zalazi, školjke se istežu, što pomera njihove vertikalne kolone algi i efektivno ih čini kraćim i širim. Ova adaptivna ponašanja dodatno povećavaju njihovu efikasnost u pretvaranju sunčeve energije u elektrone.

Prema analitičkom modelu koji su razvili Svini i njen tim, osnovna kvantna efikasnost džinovskih školjki iznosi 42%. Međutim, kada se u obzir uzme njihovo adaptivno istezanje tokom dana, kvantna efikasnost skače na impresivnih 67%. Za poređenje, prosečna kvantna efikasnost fotosintetičkog sistema zelenog lista u tropskom okruženju iznosi svega 14% .

Istraživači su napravili zanimljivo poređenje između džinovskih školjki i borealnih šuma smrče na severu. Ove šume, koje se nalaze u oblastima sa čestim promenama u osvetljenju zbog magle i oblaka, imaju geometriju i mehanizme rasipanja svetlosti slične onima koje poseduju džinovske školjke. Ono što je posebno zanimljivo jeste da je kvantna efikasnost ovih šuma gotovo identična kvantnoj efikasnosti školjki, što dodatno naglašava koliko je važan pravilno optimizovan prirodni dizajn za efikasnu konverziju svetlosne energije.

Jedan od najzanimljivijih zaključaka do kojih su istraživači došli jeste koliko mnogo još možemo naučiti od prirode kada je reč o tehnologiji solarne energije.

- Jedna od lekcija iz ovoga je koliko je važno uzeti u obzir biodiverzitet u širem smislu - istakla je Svini.

Studija je takođe podsetila na važnost očuvanja biodiverziteta, naročito u regionima poput Palaua, gde lokalno stanovništvo, pridaju veliku kulturnu vrednost svojim školjkama i grebenima, i rade na njihovom očuvanju. Održavanje ovakvih ekosistema omogućava naučnicima da nastave sa proučavanjem ovih prirodnih fenomena i potencijalno primene njihova saznanja u razvoju novih tehnologija.

Inspiracija nove generacije solarnih panela

Otkrića poput ovog mogla bi inspirisati razvoj nove generacije solarnih panela. Jedna od ideja koja proizilazi iz istraživanja je mogućnost kreiranja solarnih panela koji bi koristili iste principe kao džinovske školjke, poput uzgoja algi na panelima ili korišćenja rastegljivih materijala koji bi oponašali adaptivna ponašanja školjki.

Svini i njen tim naglašavaju da je ovo samo početak istraživanja i da postoji ogromni potencijal za dalja istraživanja u ovom području.

- Može se zamisliti nova generacija solarnih panela koja uzgaja alge, ili jeftini plastični solarni paneli napravljeni od rastegljivog materijala - rekla je Svini, nagoveštavajući buduće pravce u istraživanju solarne energije inspirisane prirodom.

Dok svet nastavlja da se suočava sa izazovima globalnog zagrevanja i potragom za održivim izvorima energije, priroda nam možda već nudi neka od najinovativnijih rešenja. Džinovske školjke, sa svojom impresivnom sposobnošću apsorpcije i korišćenja sunčeve energije, predstavljaju samo jedan od primera kako biološki sistemi mogu nadmašiti čak i najnapredniju ljudsku tehnologiju. Ova otkrića ne samo da nas podsećaju na važnost očuvanja biodiverziteta, već i otvaraju vrata za nove, inspirisane prirodom, tehnologije koje bi mogle transformisati naš svet.

(Telegraf Nauka / SciTech Daily)