「植物が光合成で使用しない光を吸収する有機体用電池」を温室に組み込む

ノースカロライナ州立大学の研究チームは、植物が依存しない光の波長を主に吸収する半透明の有機太陽電池を作成し、それらの太陽電池を温室に組み込むというアイデアを模索し、実証しました。

“We were a little surprised – there was no real reduction in plant growth or health,” says Heike Sederoff, co-corresponding author of the study and a professor of plant biology at North Carolina State University. “It means the idea of integrating transparent solar cells into greenhouses can be done.”

参照元：https://news.ncsu.edu/2021/03/plants-solar-cell-greenhouses/
– ノースカロライナ州立大学 North Carolina State University. March 17, 2021  –

最近の研究では、太陽光発電に使用される光の波長をフィルターで除去する温室でレタスを栽培できることが示され、温室でシースルーソーラーパネルを使用して発電する可能性が実証されています。

この研究の共同執筆者であり、ノースカロライナ州立大学の植物生物学の教授であるHeikeSederoffは話します。

「私たちは少し驚きました。植物の成長や健康に実質的な低下はありませんでした。それは、透明な太陽電池を温室に統合するというアイデアが実行できることを意味します。」

植物は光合成にすべての波長の光を使用するわけではないため、研究者は、植物が依存しない光の波長を主に吸収する半透明の有機太陽電池を作成し、それらの太陽電池を温室に組み込むというアイデアを模索しました。

ノースカロライナ州立大学の初期の研究では、太陽エネルギーを利用した温室がどれだけのエネルギーを生み出すことができるかに焦点が当てられていました。

温室の設計とその場所によっては、太陽電池によって多くの温室のエネルギーが中立になる可能性があります。

あるいは、使用するよりも多くの電力を生成できるようになる可能性もあります。

しかし、これまで、これらの半透明のソーラーパネルが温室作物にどのように影響するかは明らかではありませんでした。

この問題に対処するために、研究者たちは温室内でサニーレタス（Lactuca sativa）の作物を種子から完全に成熟するまで30日間栽培しました。

温度や水から肥料やCO2濃度まで、成長条件はすべて一定でした-光を除いて。

レタスの対照群は、白色光の全スペクトルにさらされました。

残りのレタスは3つの実験グループに分けられました。

これらのグループのそれぞれは、さまざまなタイプの半透明太陽電池が吸収するのと同等の波長の光を吸収するさまざまなタイプのフィルターを通して光にさらされました。

この研究の共同執筆者であり、ノースカロライナ州立大学でグッドナイト・イノベーション特別教授のHaraldAde氏は話します。

「フィルターに入射する光の総量は同じでしたが、その光の色組成は実験グループごとに異なりました。」

Sederoff氏は話します。

「具体的には、3つのフィルターすべてで青色光と赤色光の比率を操作して、植物の成長にどのように影響するかを確認しました。」

さまざまな波長の光を除去する効果を判断するために、研究者たちは多くの植物の特徴を評価しました。

たとえば、研究者たちは、葉の数、葉のサイズ、レタスの重さなど、栽培者、食料雑貨店、消費者にとって重要な目に見える特性に細心の注意を払いました。

しかし、彼らはまた、植物が吸収したCO2の量やさまざまな抗酸化物質のレベルなど、植物の健康と栄養価のマーカーを評価しました。

研究の共同執筆者でノースカロライナ州立大学で機械工学および航空宇宙工学准教授のブレンダン・オコナー氏は話します。

「対照群と実験群の間に有意差が見られなかっただけでなく、異なるフィルターの間に有意差も見られませんでした。」

Sederoff氏は話します。

「さまざまな波長の光を収穫することがレタス、トマト、その他の作物の生物学的プロセスにどのように影響するかについて、より詳細に掘り下げる今後の研究もあります。」

エイド氏は話します。

「これは、太陽光発電温室の将来にとって有望です。生産性が低下した場合、生産者にこの技術を使用させることは難しい議論になるでしょう。しかし今では、新しい温室技術への投資がエネルギー生産と節約によって相殺されるかどうかについての単純な経済的議論です。」

オコナー氏は話します。

「この分野で以前の作品を発表したときに太陽光発電温室について私に連絡した人の数に基づいて、多くの栽培者から多くの関心が寄せられています。関心は高まるばかりだと思います。この技術が原則として実現可能であることを知るのに十分な概念実証プロトタイプを見てきました。企業が飛躍し、規模に合わせて生産を開始するのを見る必要があります。」