オオシャコガイの太陽の秘密: 自然の設計図がエネルギー効率を向上させる方法

Tokyo西太平洋のオオシャコガイが太陽エネルギーの効率を高める可能性があります。イェール大学の研究者アリソン・スウィーニーは、オオシャコガイが光を非常に効果的に利用していることを発見しました。このシャコガイは、太陽エネルギーを効率良く捕えることができる特別な形状を持っています。

科学者たちは、オオシャコガイが今日のソーラーパネルではできない方法で日光を利用できることを発見しました。これが彼らを特別にしています。

光合成受容体の縦の列や、薄い散乱層、さらには太陽光を最適化するための動的な伸張があります。

巨大シャコ貝は明るい日光の下に住んでいても内部が暗いです。イェール大学の教授であるスウィーニー氏によると、シャコ貝は現在のソーラーパネルよりも効率的に日光をエネルギーに変換することができます。彼女の研究はPRX: Energy誌に掲載されており、光合成を利用するシステムで最も効率的にエネルギーを得る方法を示しています。

パラオの浅瀬で巨大ハマグリを研究する研究者たちがいます。これらのハマグリの表面には藻類が生えており、それがエネルギー生成を助けています。これらのハマグリの構造はとても効率的で、垂直に並んだ藻類の列が、虹色細胞と呼ばれる特別な細胞層を通過した日光を吸収します。この仕組みのために、光が均一に各藻類の列に届くようになっています。

スウィーニーと彼女のチームは、ハマグリの形状を活用して量子効率を測定するモデルを構築し、典型的な熱帯の日光を考慮に入れました。最初の計算では、42%の量子効率を示しました。しかし、ハマグリが日の光に応じて形状を変化させ、柱を短く広くすることで効率が67%に向上しました。比較のために言うと、熱帯地域の緑の葉の量子効率は約14%です。

関連記事:

今日 · 6:55

画期的な遺伝学の発見、知的障害の謎を解明

ボレアル・スプルースの森は、その光散乱の特性がオオシャコガイと似ているため、非常に興味深い比較対象です。これらの森の光利用の効率はほぼ同じです。したがって、さまざまな環境での生物多様性の研究は、太陽光効率の理解を深める助けとなるでしょう。

スウィーニーは、生物多様性が研究にとって重要であると述べています。パラオのシャコガイとサンゴ礁が良好な状態にあるのは、地元の人々がそれらを大切にしているからです。この保護意識が研究を可能にしました。

スウィーニー研究室の研究科学者であるアマンダ・ホルトがこの研究の筆頭著者です。リンカーン・レームは現在米国海洋大気庁に所属しており、共同著者の一人です。この研究は、パッカード財団と米国科学財団によって資金提供を受けました。

これらの発見は、持続可能なエネルギー技術の改善につながるかもしれません。将来的には、太陽光パネルに藻類や貝に見られるような柔軟な素材が使われる可能性があります。これにより、太陽エネルギーシステムがより効率的で持続可能になるでしょう。

オオシャコガイは、太陽エネルギーについて学ぶ手助けをしてくれます。彼らの自然のプロセスは、太陽電池パネルやバイオ精製所の改善に役立つ可能性があります。これは、生物を研究することが新しい技術の開発につながることを示しています。