Como os moluscos podem nos ajudar a projetar painéis solares mais eficientes

Amêijoas gigantes são os maiores moluscos BivalvesBivalves O que os cientistas sabem. Está ameaçado de extinção. Mas não é por isso que pesquisadores da Universidade de Yale (EUA) se interessam por isso. Mas esperamos aprender mais sobre como esses incríveis moluscos convertem a luz solar em energia útil. Em última análise, mais eficiente do que qualquer tecnologia de painel solar existente.

A equipe já realizou uma série de trabalhos que visam esclarecer mecanismos biológicos que possam inspirar materiais novos e mais sustentáveis. Na revista PRX: EnergiaDesta vez, os investigadores contam como estudaram o impressionante potencial de aproveitar a energia solar de moluscos gigantes e iridescentes nas águas rasas de Palau, no oeste do Oceano Pacífico.

O segredo das ostras gigantes é aproveitar a luz solar

Lembre-se de que os moluscos gigantes são o que os pesquisadores chamam de fotossíntese. Entenda que para garantir a produção de energia a partir da luz solar, ela vive em simbiose com outro organismo. Neste caso, as algas unicelulares agregam-se em cilindros verticais que crescem na superfície da ostra. esses AlgasAlgas A luz solar é absorvida após ser espalhada por uma camada de células chamadas células da íris. O arranjo colunar e vertical dessas algas parece permitir que absorvam a luz solar da maneira mais eficiente. Uma vez filtrada e difundida pela camada de células da íris, a luz envolve uniformemente cada cilindro da alga.

Com base na geometria do molusco gigante, os pesquisadores desenvolveram um modelo para calcular a eficiência com que cada fóton é convertido em fóton. ElétronElétron. Um modelo que também leva em consideração as flutuações de luz ao longo do dia Regiões tropicaisRegiões tropicais. Resultado: 42%. Mas não é ruim quando sabemos que é eficaz TemaTema Das folhas verdes apenas cerca de 14%.

Aumente a eficiência dos painéis solares

O que é ainda mais interessante é que quando incorporaram uma característica específica das amêijoas gigantes no seu modelo, o número saltou para… 67%! A peculiaridade em questão: a forma como a ostra se expande em resposta às mudanças na luz solar, tornando as colunas de algas bastante curtas e vulneráveis. Pesquisadores afirmam que esse fenômeno também foi observado Florestas do norteFlorestas do norte Abeto. Com suas camadas flutuantes névoanévoa E com base em nuvensnuvensEles compartilham formas geométricas e seus mecanismos EspalharEspalhar Luz semelhante à das amêijoas gigantes, mas numa escala muito maior. A sua eficácia é quase idêntica.

Como estes resultados podem ser aplicados à produção de eletricidade renovável? Ao imaginar uma nova geração de painéis solares incluindo algas ou materiais que mudam de forma em resposta à luz solar. Porque a eficiência dos nossos painéis fotovoltaicos hoje mal ultrapassa os 20%!

---

A incrível usina solar em Benier

Entre os maiores LesmasLesmas No mundo, os tridacnes (amêijoas é o seu nome comum) são capazes de refletir a luz solar profundamente em seus tecidos para o benefício das algas fotossintéticas que abrigam e das quais se alimentam. O segredo destes bivalves: células iridescentes e uma organização espacial específica.

Artigo deAndrea HoggAndrea HoggPublicado em 11/10/2014

A cor azul elétrica da carne de ostra atrai o olhar dos mergulhadores, mas sobretudo a luz solar. Na realidade, casacocasaco Esses moluscos bivalves contêm células vivas da íris chamadas “iridócitos”. Estes refletem a luz solar dentro do animal para algas simbióticas, conforme indicado por um estudo publicado na revista Diário da Interface da Royal Society.

Milhões de algas beneficiam, portanto, da energia solar, que é necessária para a actividade de fotossíntese para produzir materiais orgânicos. Eles então os liberam para seu hospedeiro NutrientesNutrientes De que o animal se alimenta. Em suma, estes moluscos bivalves estão equipados com um sistema próprio de energia solar no qual os iridócitos atuam como estímulos visuais.

Para verificar essa hipótese, Amanda Holt e sua equipe, da Universidade da Califórnia, em Santa Bárbara, nos Estados Unidos, mediram por meio de uma sonda em… Fibra óticaFibra ótica A quantidade de luz solar em três ClassificarClassificar (Ela quer que tenhamos uma lição, Máximo T. E T. Crosia)) Durante uma viagem a Palau, país localizado na Oceania, a leste das Filipinas.

O modelo bivalve pode ser usado para melhorar processos tecnológicos

O resultado: o fluxo de fótons é cinco vezes maior do que em moluscos bivalves sem células iridescentes. Além disso, as células do manto refletem a luz solar para os tecidos mais profundos do animal de maneira suave e uniforme, protegendo as algas de possíveis queimaduras.

Por fim, estes últimos foram criados de uma forma incrível, empilhando-os uns sobre os outros para formar colunas. Graças à reflexão lateral da luz, todos são abastecidos de fótons. lá corcor O manto é explicado da seguinte forma: ele reflete ondas inúteis da fotossíntese (verde e amarelo) e espalha ondas úteis (vermelho e azul) nos tecidos mais profundos.

Segundo os autores do estudo, este sistema 3D de base biológica altamente eficiente poderia inspirar o design de mais materiais fotovoltaicos. sólidosólido E eficaz. Também pode ser usado em processos de produção de algas para fabricar algas BiocombustíveisBiocombustíveisOu alimentos ou produtos químicos.