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研究发现植物NIT-073在太阳能电池温室中生长良好

生物 2021-12-04 00:03:28

北卡罗来纳州立大学 信用:Pixabay/CC0公共域 最近的一项研究表明,莴苣可以在温室中生长,过滤掉用于产生太阳能的光的波长,这证明了在温室中使用透明太阳能电池板发电的可行性

“我们有点惊讶——植物生长或健康没有真正减少,”该项研究的合著者、北卡罗来纳州立大学植物生物学教授黑克·塞得罗夫说

“这意味着将透明太阳能电池集成到温室中的想法是可以实现的

" 由于植物并不使用所有的光波长进行光合作用,研究人员探索了创造半透明有机太阳能电池的想法,该电池主要吸收植物不依赖的光波长,并将这些太阳能电池结合到温室中

北卡罗来纳州立大学早期的工作集中在太阳能温室能产生多少能量

根据温室的设计和所处的位置,太阳能电池可以使许多温室保持能量中性,甚至允许它们产生比它们使用的更多的能量

但是,直到现在,还不清楚这些半透明的太阳能电池板会如何影响温室作物

为了解决这个问题,研究人员在温室里种植红叶莴苣作物30天——从种子到完全成熟

生长条件,从温度、水到肥料和二氧化碳浓度,都是恒定的——除了光

对照组的莴苣暴露在全光谱白光下

其余的莴苣被分成三个实验组

这些组中的每一组都通过不同类型的滤光器曝光,这些滤光器吸收的光波长相当于不同类型的半透明太阳能电池吸收的光波长

“入射到滤光器上的光总量是相同的,但是每个实验组的光的颜色组成是不同的,”该研究的合著者、北卡罗来纳州立大学古德奈特创新杰出物理学教授哈拉尔德·阿德说

“具体来说,我们操纵了所有三个滤光器中蓝光与红光的比例,以观察它如何影响植物生长,”塞德罗夫说

为了确定去除不同波长光的效果,研究人员评估了许多植物特征

例如,研究人员密切关注对种植者、杂货商和消费者重要的可见特征,如叶片数量、叶片大小和莴苣的重量

但是他们也评估了植物健康和营养质量的标志,例如植物吸收了多少二氧化碳和各种抗氧化剂的水平

“我们不仅在对照组和实验组之间没有发现任何有意义的差异,而且在不同的过滤器之间也没有发现任何显著的差异,”该项研究的合著者、北卡罗来纳州立大学机械和航空航天工程副教授布兰登·奥康纳说

塞德罗夫说:“还有一项即将进行的工作,深入研究了收获不同波长的光对莴苣、西红柿和其他作物的生物过程产生影响的方式的更多细节。”

“这对于太阳能温室的未来是有希望的,”艾德说

“如果生产力下降,让种植者使用这项技术将是一个艰难的争论

但现在,关于新温室技术的投资是否会被能源生产和节约所抵消,这是一个简单的经济论证

" 奥康纳说:“根据我们在这个领域发表前期工作时联系我的太阳能温室的人数,许多种植者对此很感兴趣。”

“我认为人们的兴趣只会越来越大

我们已经看到了足够多的概念验证原型,知道这项技术在原则上是可行的,我们只需要看到一家公司迈出这一步,开始大规模生产

" 这篇题为“平衡有机太阳能温室的作物产量和能量收获”的论文将于3月17日发表在《细胞报告物理科学》杂志上

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