光合作用设计原则可以改善太阳能技术 2017-05-15 07:12:12

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耶鲁大学的研究人员已经确定了光合作用中的自然设计原理,可以提高新太阳能技术的能效

在光合作用中,绿色植物利用阳光将二氧化碳和水转化为糖和氧

科学家表示,这是一系列高度复杂的反应 - 研究人员在创造可再生能源替代品时越来越多地试图模仿,例如太阳能电池使用太阳光来合成燃料而不是发电

科学家们说,光合作用更有趣的特征之一就是如何利用可见光和红外线太阳光

这是通过光捕获分子框架 - 光合作用天线 - 在自然光合系统中实现的,其触发从水中快速去除电子以固定二氧化碳

但为了使光合作用天线顺利工作,它们需要保护称为类胡萝卜素的化学色素

在“美国国家科学院院刊”的一项新研究中,来自耶鲁大学和其他五所研究机构的研究人员已经确定了负责保护光合作用天线的色素的振动指纹

这项研究将于6月26日在线发表

“我们的研究揭示了能量转移的一个基本过程,”耶鲁化学教授Victor Batista说,他是该研究的共同通讯作者

“与绘画被光线漂白的方式相同,用于照片转换的材料也受到有害过程的影响

大自然已经利用类胡萝卜素进化这些系统,这些类胡萝卜素可以吸收多余的能量并保护天线免受分解反应

“了解这一过程并使用”指纹“来识别所涉及的特定颜料有可能帮助科学家们设计更好的太阳能传输系统技术,包括作物植物光合作用,以实现更可持续的农业

研究的想法源于耶鲁大学能源科学研究所组织的针对研究生的特柳赖德夏季项目的讨论

主要研究人员是Saclay生物技术研究所的Batista和Bruno Robert

主要作者是前巴蒂斯塔实验室成员Junming Ho,现任悉尼新南威尔士大学的教员,现任波多黎各大学Cayey教授的Dalvin Mendez-Hernandez和Saclay生物技术研究所的Elizabeth Kish

其他作者是亚利桑那州立大学的Katherine WongCarter,Smitha Pillai,Gerdenis Kodis,Devens Gust,Thomas A. Moore和Ana L. Moore,以及Argonne国家实验室的Oleg Poluektov和Jens Niklas

研究支持来自欧洲研究理事会,国家研究机构,法国综合结构生物学基础设施,美国能源部,新加坡科学,技术和研究机构以及耶鲁大学

出版物:Junming Ho等,“人工和自然光合天线中的三重态 - 三重态能量转移”,PNAS,2017; doi:10.1073 / pnas.1614857114资料来源:耶鲁大学Jim Shelton