Учените искат да направят „идеални слънчеви панели“ от листа: как ще го направят?

Природата е „намерила идеалното решение“ за преобразуване на слънчевата енергия в електричество, твърдят учени.

Изследователите заключават, че разбирането на процеса, чрез който зелените растения и другите фотосинтезиращи организми преобразуват слънчевата енергия, може да помогне за разработването на еднакво ефективни методи за генериране на електричество или фотохимия. За това пише порталът Interesting Engineering.

Както отбелязва изданието, растенията и фотосинтезиращите бактерии отдавна демонстрират ефективност на преобразуване на енергията, която традиционната физика трудно може да обясни напълно. Ново проучване има за цел да разкрие какво прави хлорофила — пигментът, който придава зеления цвят на листата, толкова мощен абсорбатор на светлина.

Проучването хвърля светлина върху ролята на квантовата механика в прехода на енергия от абсорбция под формата на светлина към съхранение под формата на химическа енергия без практически никакви загуби. Това е феномен, който инженерите се опитват да повторят от десетилетия, за да използват чистата енергия.

„Квантовата механика е от решаващо значение за разбирането на първите стъпки към пренос на енергия и разделяне на заряда“ — казва професор Юрген Хауер, един от авторите на изследването.

Юрген Хауер и водещият автор Ерика Кайл казаха, че констатациите добавят важен елемент към нашето разбиране относно това, как се осъществява преносът на енергия на квантово ниво. Това знание може на теория да помогне за разработването на изкуствени фотосинтетични устройства за използване на слънчевата енергия с безпрецедентна ефективност.

Учените са се съсредоточили върху две области от спектъра на усвояване на хлорофила, изследвайки както нискоенергийната Q област (варираща от жълто до червено), така и високоенергийната B област (варираща от синьо до зелено). Те са открили, че в областта Q две електронни състояния са квантово механично свързани едно с друго и това взаимодействие играе ключова роля в преноса на енергия без практически никакви загуби.

Както отбелязва Юрген Хауер, природата „е намерила идеалното решение“ за преобразуване на слънчевата енергия в химическа енергия. Изучавайки по-подробно взаимодействията на квантовите състояния в хлорофила, учените биха могли да разработят еднакво ефективни методи за генериране на електричество или фотохимия.