Wie Riesenkamm-Muscheln die Effizienz von Solarenergie revolutionieren könnten: geheimnisvolle Geometrie enthüllt

BerlinYale-Forscherin Alison Sweeney hat entdeckt, dass Riesenmuscheln im westlichen Pazifik äußerst effizient Sonnenenergie nutzen. Diese Muscheln leben in der Nähe tropischer Korallenriffe und besitzen spezielle Formen, die ihre Nutzung von Solarenergie optimieren. Diese Erkenntnisse könnten dazu beitragen, das Design von Solarpanels und Biorefinerien zu verbessern.

Hier sind einige Einzelheiten aus der Studie:

• Riesenmuscheln besitzen eine dünne Zellschicht namens Iridozyten, die Licht streuen kann.
• Sie enthalten vertikale Kolonnen aus einzelligen Algen, die Sonnenlicht effizient absorbieren.
• Im Laufe des Tages strecken sich die Muscheln und ändern die Geometrie dieser Algenkolonnen.
• Die Quantenwirkungsgrad dieser Muscheln kann bis zu 67 % erreichen.

Eine Studie in PRX: Energy zeigt, dass Riesenmuscheln Sonnenenergie höchst effektiv nutzen. Die Algen in den Muscheln wachsen in geraden, vertikalen Reihen, die Sonnenlicht optimal aufnehmen. Spezialisierte Zellen filtern und streuen das Licht. Diese Anordnung ermöglicht den Algen, das Sonnenlicht gleichmäßig zu absorbieren, wodurch der Prozess sehr effizient wird.

Sweeneys Team entwickelte ein Modell zur Messung der Quanteneffizienz. Bei Muscheln lag sie unter normalem Licht bei 42%. Doch wenn die Muscheln sich streckten, stieg die Effizienz auf 67%. Zum Vergleich: Grünblättrige Pflanzen in tropischen Gebieten erreichen etwa 14% Quanteneffizienz.

Ich finde es faszinierend, weil es zeigt, wie die Natur uns helfen kann, bessere Technologien zu entwickeln. Die Art und Weise, wie Muscheln Licht streuen und ihre Struktur könnten uns dabei unterstützen, effizientere und nachhaltigere Energielösungen zu schaffen. Zum Beispiel könnten wir Solarpaneele entwerfen, die besser funktionieren, indem wir diese Struktur nachahmen.

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Diese Studie zeigt die immense Bedeutung der Biodiversität. Sweeney und ihr Team glauben, dass auch andere Gebiete, wie beispielsweise nördliche Fichtenwälder, effektive Möglichkeiten zur Nutzung von Solarenergie besitzen könnten. Regionen mit vielfältigen Ökosystemen könnten unbekannte, hoch effiziente natürliche Systeme verbergen.

Palauer setzen sich intensiv für den Schutz ihrer Muscheln und Korallenriffe ein, die für die Artenvielfalt von großer Bedeutung sind. Ihre Bemühungen tragen dazu bei, diese natürlichen Ressourcen gesund zu erhalten und könnten uns wertvolle Einblicke in die Funktionsweise von Solarenergie in der Natur geben.

Die Studie wurde von Amanda Holt, einer Forschungsspezialistin im Labor von Sweeney, verfasst. Ein weiterer Autor ist Lincoln Rehm, ein Forscher palauisch-amerikanischer Herkunft. Die Untersuchung wurde durch ein Stipendium der Packard Foundation und die National Science Foundation finanziert.

Wir sollten andere natürliche Systeme untersuchen. Die Herstellung von Solarmodulen mit Algen und lichtstreuenden Materialien könnte eine innovative Idee sein. Dies könnte zu flexiblen und effizienteren Solarzellen führen. Diese neue Technologie könnte die Nutzung von Solarenergie revolutionieren.