Czysta energia? Matka natura nadal wie lepiej :: Artykuły / Polski Serwis Naukowy

Polecamy również:

Fizycy: błyski gamma rzucają światło na naturę ciemnej energii

W historycznym głosowaniu komisji PE ds. energii eurodeputowani dają zielone światło negocjacjom w sprawie efektywności energetycznej

Badania rzucają światło na sposób działania naturalnych komórek zabijających

Naukowcy rzucają światło na aktywność słoneczną i temperatury arktyczne

Naukowcy rzucają światło na tajemnicę syntezy osłonki mielinowej

Badania rzucają światło na postrzeganie przez mózg spadających przedmiotów

Wraz ze wzrostem zainteresowania na całym świecie czystą energią, naukowcy nie ustają w poszukiwaniach jej najobfitszych, dostępnych dla nas zasobów. Większość ekspertów zwróciła się w tym celu w kierunku światła słonecznego. Wyzwanie jednak polega na ustaleniu jak najlepszego i najwydajniejszego sposobu wychwytywania, przesyłania i magazynowania energii słonecznej. Międzynarodowy zespół naukowców odkrył ostatnio, że złożone systemy funkcjonujące w przyrodzie mogą przynieść rozwiązanie tego problemu. Wyniki opublikowane w czasopiśmie Nature Chemistry stawiają w centrum uwagi naturalne kompleksy antenowe. Badania zostały dofinansowane z projektu PHOTPROT (Dynamiczna macierz białkowa w fotosyntezie - od nieładu po życie), który otrzymał grant Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERBN) o wartości 2,86 mln EUR z budżetu Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE.

Po przeanalizowaniu prac poświęconych naturalnym kompleksom antenowym roślin i mikroorganizmów do pochłaniania światła słonecznego, naukowcy z Holandii, Kanady, USA i Wlk. Brytanii skompilowali zgromadzone informacje w formę przewodnika dla naukowców i inżynierów, którzy projektują przyszłe technologie energii słonecznej. Przyglądając się naturalnej fotosyntezie zespół pogłębia wiedzę na potrzeby projektowania antropogenicznych, molekularnych obwodów energetycznych do wychwytywania, regulowania, wzmacniania i zarządzania surową energią słoneczną.

Wyposażeni w te informacje eksperci mogą z powodzeniem czerpać z obfitości dostępnego światła słonecznego, następnie przekształcać i magazynować jego energię, po czym przesyłać ją na różne odległości - wszystko to w ramach układów mikroskopowych sieci energetycznych.

"Ponad 10 trylionów fotonów światła uderza liść w każdej sekundzie" - jak czasopismo Digital Journal cytuje dr Grega Scholesa, chemika z Wydziału Chemii Uniwersytetu w Toronto w Kanadzie. "Z tej liczby niemal każdy czerwony foton jest wychwytywany przez chlorofil, który stymuluje wzrost roślin."

Jednym z wyzwań jest skierowanie energii pochodzącej ze światła słonecznego, wychwyconej i zmagazynowanej przez zaledwie jedną miliardową sekundy w chromoforach, które eksperci nazywają kolorowymi barwnikami lub molekułami pigmentowymi, zanim energia ta zostanie utracona.

Naukowcy twierdzą, że choć eksperci analizują fotosyntezę od ponad stu lat, odtworzenie zasad wykorzystanych w tym złożonym procesie naturalnym będzie możliwe, jeżeli wprowadzone zostaną zmiany w istniejących procedurach syntezy chemicznej. Potrzebne są nowe podejścia naśladujące rozmieszczenie chromoforów w przyrodzie i regulację naturalnej, molekularnej energii wzbudzenia w optymalizacji pochłaniania światła przez kompleksy anten solarnych w liściach i glonach. Dodają, że transport wzbudzenia elektrycznego w przyrodzie jest prawdopodobnie największym wyzwaniem dynamiki chemicznej.

Wyniki prac mogą przełożyć się na ramy potrzebne do zaprojektowania i syntezy funkcjonujących w skali molekularnej, sztucznych, fotosyntetyzujących jednostek i systemów antenowych. Kluczowe znaczenie zdaniem naukowców ma inżynieria sztucznych chromoforów o dużej zdolności absorpcyjnej, ustawienie tych molekuł pigmentowych w optymalne układy na antenach i korzystanie ze wspólnych właściwości molekuł pochłaniających światło.

"Wedle prognoz energia słoneczna ma zaspokoić znaczącą część światowego zapotrzebowania na energię w kolejnym stuleciu, gdyż światło słoneczne to najobfitsze źródło energii, jakie mamy do swojej dyspozycji" - jak cytuje czasopismo Digital Journal współautora Grahama Fleminga z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley w USA. "Aczkolwiek, aby skutecznie wykorzystywać energię słoneczną pobraną ze światła słonecznego, musimy zrozumieć i udoskonalić zarówno efektywne wychwytywanie fotonów, jak i przesył elektrycznej energii wzbudzenia."

Za: CORDIS

komentuj publikację

Czy wiesz że...?

wersja BETA

Element elektroniczny (elektroniczny) część obwodu elektrycznego o jednej, dominującej funkcji: wytwarzania energii elektrycznej kosztem innego rodzaju energii, rozpraszania energii oraz magazynowania energii. Element elektryczny nie może zostać podzielony bez utraty swoich właściwości. Wyróżniamy dwa rodzaje elementów: bierne i czynne. Bierne nie wytwarzają, lecz rozpraszają i magazynują energię, zaś czynne - wytwarzają. pełny tekst

Energia zredukowana to wielkość bezwymiarowa, iloraz energii dla jakiegoś procesu albo zjawiska oraz innej wielkości wzorcowej o wymiarze energii, np. kT (w skali mikroskopowej) lub RT (w skali makroskopowej). W przypadku niektórych zjawisk, np. związanych z przemianami fazowymi, stosuje się wielkości zredukowane wyrażone poprzez parametry stanu krytycznego, np. temperatura zredukowana jako T = T/Tkryt. pełny tekst

Trójgeneracja (także trigeneracja) jest to skojarzone technologicznie wytwarzanie energii cieplnej, mechanicznej (lub elektrycznej) oraz chłodu użytkowego, mające na celu zmniejszenie ilości i kosztu energii pierwotnej niezbędnej do wytworzenia każdej z tych form energii odrębnie. W systemach ciepłowniczych, w okresie letnim, poprawia ekonomiczność produkcji energii elektrycznej w skojarzeniu z ciepłem przy niskim zapotrzebowaniu odbiorców na energię cieplną i istniejącym zapotrzebowaniu na chłód użytkowy. Jest technologicznym rozszerzeniem kogeneracji. pełny tekst

Energia wewnętrzna (oznaczana zwykle jako U lub Ew) w termodynamice całkowita energia układu będącą sumą energii oddziaływań międzycząsteczkowych i wewnątrzcząsteczkowych układu, a także energii ruchu cieplnego cząsteczek oraz wszystkich innych rodzajów energii występujących w układzie. pełny tekst

Konwersja energii jest zamianą jednej jej postaci na inną. W myśl zasady zachowania energii energia całkowita nie ulega zmianie. Jednak poszczególne składniki wchodzące w skład energii całkowitej mogą rosnąć lub maleć. W maszynach i urządzeniach energetycznych występuje zwykle kilka stopni konwersji energii. pełny tekst

Moduł "Czy wiesz że...?" (wersja testowa, beta): definicje/pojęcia wygenerowane w obrębie tego modułu pochodzą z Wikipedii i udostępniane są na licencji Creative Commons: uznanie autorstwa, na tych samych warunkach, z możliwością obowiązywania dodatkowych ograniczeń. Dostęp do pełnej wersji każdego hasła (oraz dokładnch informacji na temat licencji, autora oraz edycji) możliwy jest po kliknięciu w odnośnik opisany jako "pełny tekst".