استفاده از ریزجلبک‌‌ها برای ساخت نسل جدید پنل‌های خورشیدی

بشر از آغاز حیات خود تاکنون، تلاش کرده با ترفندهای مختلف از توانایی‌های بالقوه‌ی نور تاحدممکن استفاده کند. درحال‌حاضر، پژوهشگران در یکی از تازه‌ترین فعالیت‌هایشان تلاش می‌کنند از ریزجلبک‌‌های فلورسنت که ماندگاری بسیاری دارند و از توانایی متصاعد‌کردن نور برخوردار هستند، برای ساخت نسل جدید پنل‌‌های خورشیدی استفاده کنند. این ریزجلبک‌ها هم در آب شیرین و هم در آب شور یافت می‌شوند.

این جلبک‌‌ها می‌توانند ۹۵ درصد از نور محیط اطراف خود را جذب کنند که از بازده تعداد زیادی از بهترین‌ پنل‌های خورشیدی بسیار بیشتر است. پژوهشگران با انجام مطالعه‌ای، به روش استفاده از این جلبک‌ها برای ساخت پنل‌های جدید دست یافته‌اند و به‌احتمال زیاد می‌توانند در‌این‌زمینه موفق شوند.

در این جلبک‌ها، تعداد زیادی از شاخه‌های ریزی به‌نام فیکوبلیزوم وجود دارد که تمام سطح این موجودات میکروسکوپی را پوشانیده‌اند و مانند آنتن میزان زیادی از نور اطراف را جذب و آن را به انرژی تبدیل می‌کنند. این ساختار جالب و منحصربه‌فرد ریزجلبک‌ها، آن‌ها را به موادی مناسب و کاربردی برای ساخت پنل‌های خورشیدی جدید با کارایی فراوان تبدیل کرده است.

هریک از این شاخه‌های آنتن‌مانند، از مجموعه‌ای از بلوک‌های سازنده تشکیل شده‌اند. پژوهشگران در مطالعه‌ای جدید، چهار نوع متفاوت از این بلوک‌ها را شناسایی کرده‌اند که گام بزرگی در فهم نحوه‌ی عملکرد این جلبک‌ها محسوب است.

آنیکا لینی، یکی از اعضای تیم پژوهشی از دانشگاه بیرمنگام انگلستان، درباره‌ی ریزجلبک‌ها چنین می‌گوید:

ریزجلبک‌ها موجودات میکروسکوپی شگفت‌انگیزی هستند که عملکرد آن‌ها بهتر از پنل‌های خورشیدی طراحی‌شده‌ی مهندسان است. ما با استفاده از یافته‌های این پژوهش، می‌توانیم گام بزرگی برای استفاده از ریزجلبک‌ها در پنل‌های خورشیدی برداریم.

پژوهشگران تاکنون به یافته‌های کمی برای استفاده از ریزجلبک‌ها در پنل‌های خورشیدی دست یافته‌اند؛ زیرا آن‌ها ساختار بسیار پیچیده‌ای دارند و گونه‌های بسیار متنوعی از آن‌ها وجود دارد؛ اما تکنیک‌های استفاده‌شده در این پژوهش جدید می‌تواند ورق را برگرداند.

تشخیص بلوک‌ها یا ماژول‌های تشکیل‌دهنده‌ی بلوک‌های سیانوباکتری‌ها و جلبک‌های قرمز که قبلا ناشناخته بودند (شیوه‌ی جذب نور در هریک از این بلوک‌ها، تنها اندکی متفاوت است)، گام ابتدایی دانشمندان برای پی‌بردن به‌نحوه‌ی ساخت پنل‌هایی است که بتوانند مانند ریزجلبک‌ها، بیشترین بهره را از نور خورشید ببرند.

با اینکه ریزجلبک‌ها در جذب نور بسیار بهتر از پنل‌های خورشیدی عمل می‌کنند، پنل‌های فتوولتاییک نیز پیشرفت چشمگیری کرده‌اند و در‌حال‌حاضر، بازده برخی از پنل‌های خورشیدی با انجام برخی از تنظیمات تخصصی، نزدیک ۳۰ درصد است.

درضمن تلاش دانشمندان برای دستیابی به فناوری‌های جدید دیگر برای افزایش بهره‌مندی از انرژی‌های تجدیدپذیر ادامه دارد. به‌عنوان مثال، آن‌ها مشغول ساخت و توسعه‌‌ی سوخت مایعی برای ذخیره‌‌ی انرژی خورشیدی و به‌دنبال تولید برق از آسمان شب هم هستند.

پژوهشگران قصد دارند در مطالعه‌ی ریزجلبک‌ها، یک گام جلوتر روند و به‌‌ دلیل عملکرد خیرکننده‌ی ریزجلبک‌ها در جذب نور پی ببرند. آن‌ها برای رسیدن به این هدف باید به اطلاعات زیستی بیشتری درباره‌ی ساختار جلبک‌ها دست پیدا کنند. گفتنی است طبق تخمین پژوهشگران، هنوز ۲۰ نوع کشف‌نشده از این بلوک‌ها وجود دارد.

یکی از پژوهشگران این مطالعه درباره‌ی ریزجلبک‌ها می‌گوید:

اجزایی که ریزجلبک‌ها با استفاده از آن‌ها می‌توانند نورخورشید را به‌نوعی انرژی قابل‌استفاده تبدیل کنند، پیچیده‌تر از ساعت سوئیسی هستند. این ساختار پیچیده حاصل سه‌میلیارد سال تکامل است و می‌تواند اطلاعات زیادی دراختیار پژوهشگران قرار دهد. این موجودات ریز جزو موجودات اولیه هستند؛ اما می‌توانند زمینه‌ساز ساخت پنل‌های خورشیدی جدید با بازده فوق‌العاده باشند.