Projektbeschreibung
Eine neue Beschichtung für Gewächshäuser zur Förderung der Photosynthese
Das Pigment namens Chlorophyll sorgt bei Pflanzen für ihre grüne Farbe. Es absorbiert blaues und rotes Licht (die langen und kurzen Wellenlängen des sichtbaren Lichtspektrums), sodass die Pflanzen grün aussehen. Das bedeutet, dass das Sonnenspektrum nicht für die Energieumwandlung optimiert ist. Beispielsweise bedeutet die Verwendung standardmäßiger fluoreszierender Pigmente auf dem Dach eines Gewächshauses, dass die Hälfte des umgewandelten Sonnenlichts wieder in das Weltall ausgestrahlt wird – was den Umwandlungswirkungsgrad senkt. Das EU-finanzierte Projekt COSMAGREEN wird eine Gewächshausbeschichtung entwickeln, die die Menge effektiven Lichts im Inneren tatsächlich erhöhen kann, um den Prozess der Photosynthese zu fördern. Es wird besonders Beschichtungen verwenden, die über Nanoantennen-Phosphor-Paare verfügen, um das Risiko zu senken, dass Licht wieder nach außen gestrahlt wird.
Ziel
Plants do not harvest the whole solar spectrum equally at the different wavelengths. They indeed reflect green, absorbs red and blue, so that we see them green. The consequence of that is that the solar spectrum is actually not optimised for energy conversion. However, incoming solar spectrum can be modified in order to shift less efficient wavelengths to more efficient one (like green to red) using fluorescent pigments or phosphors. In this way, photosynthesis efficiency can be increased. Meanwhile, when one uses standard fluorescent pigments implemented in a coating at the top of a greenhouse, half of the converted sunlight is emitted back to space due to their isotropic emission, thus lowering the conversion efficiency. To overcome this limit, we propose to use the properties of nano antennas for which it has been shown that they can change the emitting direction of pigments when they are placed in their vicinity. We will design a greenhouse coating that enhance photosynthesis by increasing the effective light inside greenhouses using coatings having nano-antenna phosphor pairs. Firstly, we will perform numerical calculations considering near field radiation and fluorescence, in order to find an optimum design in terms of antenna and phosphor size. Then, the coating will be produced in collaboration with a deposition facility using corresponding parameters from the numerical study. Finally, the actual design will be characterised using spectroscopy to determine the discrepancy between numerical and experimental study. Further actions like changing numerical solver and/or fabrication methods will be considered after a feedback from the two studies.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- Technik und TechnologieWerkstofftechnikBeschichtung
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86034 Poitiers Cedex
Frankreich