Descrizione del progetto
Nuovo rivestimento per serre per migliorare la fotosintesi
È il pigmento chiamato clorofilla nelle piante verdi che le rende verdi. Assorbe la luce blu e rossa (le lunghezze d’onda lunghe e corte dello spettro della luce visibile), conferendo alle piante il colore verde. Ciò significa che lo spettro solare non è ottimizzato per la conversione energetica. Ad esempio, l’uso di pigmenti fluorescenti standard in un rivestimento sul tetto di una serra significa che metà della luce solare convertita viene riemessa nello spazio, abbassando l’efficacia della conversione. Il progetto COSMAGREEN, finanziato dall’UE, studierà un rivestimento per serra che potrebbe effettivamente aumentare la luce effettiva all’interno, in modo da migliorare il processo di fotosintesi. Nello specifico, impiegherà rivestimenti che possiedono coppie di fosforo a nano-antenna che aiutano a ridurre la luce retroemessa.
Obiettivo
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.
Campo scientifico
Parole chiave
Programma(i)
Argomento(i)
Meccanismo di finanziamento
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinatore
86034 Poitiers Cedex
Francia