CORDIS
Wyniki badań wspieranych przez UE

CORDIS

Polski PL

Wiadomości

Polski PL

Czysta energia? Matka natura nadal wie lepiej

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...

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."Więcej informacji: Nature Chemistry: http://www.nature.com/nchem/index.html Uniwersytet w Toronto: http://www.utoronto.ca/ Europejska Rada ds. Badań Naukowych: http://erc.europa.eu/

Kraje

Niderlandy