Algen als inspiratie voor superefficiënte zonnecellen
Wetenschappers van de Universiteiten van Utrecht en Birmingham ontrafelden een mechanisme, dat een inspiratiebron kan zijn voor superefficiënte zonnecellen. Eén ingenieus eiwitcomplex zorgt er voor dat algen het meest efficiënt zonne-energie kunnen vastleggen van alle bekende organismen.
Algen leggen – net als planten – via fotosynthese energie van de zon vast in biomassa. Maar een plant legt gemiddeld 12 procent van de energie vast, een alg tot wel 98 procent. ‘Die enorme efficiëntie maakt algen uitermate geschikt voor energieopvang en -omzetting’, stelt promovendus aan de Universiteit Utrecht Sem Tamara in een persbericht.
Zeer complex
De promovendus doet onderzoek naar de moleculaire structuur die de efficiënte fotosynthese in algen mogelijk maakt. Een alg bevat aan zijn oppervlak vele uitsteeksels die een belangrijk onderdeel van het systeem vormen om licht te oogsten. Tamara: ‘Het is een zeer complex systeem. Elk uitsteeksel bestaat uit een aantal op elkaar gestapelde schijfjes. Binnenin ieder schijfje zit de zogenoemde gamma-bouwsteen, dat het licht doorschakelt verder het systeem in.’
Blauwdruk
Via massaspectrometrie (MS) ontdekte Tamara dat er misschien wel 20 verschillende gamma bouwstenen bestaan. Hoogleraar Massaspectrometrie Albert Herck, begeleider het promotie-onderzoek: ‘Volgens mij maakt juist de diversiteit in gamma bouwstenen dat het systeem onder alle omstandigheden optimaal werkt. Het kan zich steeds aanpassen en is daarmee nog geraffineerder dan we al dachten.’
Heck hoopt dat de huidige zonnepanelen, met een opbrengst van hooguit 20 procent, uiteindelijk te verbeteren zijn met het systeem dat algen gebruiken. ‘Het ingenieuze schakelkastje waarmee algen zo efficiënt zonlicht omzetten in bruikbare energie, is ingewikkelder dan een Zwitsers horloge. Dit is het product van drie miljard jaar evolutie. Daar kunnen ingenieurs nog veel van leren. Een oer-organisme geeft ons de blauwdruk voor ultieme super-efficiënte zonnecellen.’
