Halfdoorlaatbare perovskietcellen zorgen voor meer groei (afb: Alessandra Alberti et al./Nature Communications)
Je ziet regelmatig grote vlakken bouwland bedenkt met zonnepa-nelen. Doodzonde zou je zeggen, waar komt ons eten nu vandaan? Het lijkt er op dat die twee gecombineerd kunnen worden, want plantjes zouden onder. (halftransparante) perovskietcellen van cesiumloodjodide beter groeien dan op een onbedekte akker.
Hernieuwbare energie wint snelt veld, zelfs in Trumps VS, maar waar zet je die zonnepanelen neer? Op het dak, zou ik zeggen, maar steeds vaker zie je weiden die belegd worden met zonnepanelen. Dat lijkt me niet de weg. Dit idee komt van Alessandra Alberti van CRN in Italië en haar collega’s. De (doorschijnende) perovskietpanelen blijken de planten die er onder groeien te beschermen tegen felle zon en slagregens, maar die zonnepanelen kunnen er ook voor zorgen dat de planten te weinig water of licht krijgen.
Wat de overhand heeft hebben Alberti en haar collega’s nu onderzocht met halftransparante perovskiet-zonnecellen. Ze vergeleken de plantengroei van radicchiozaailingen (roodlof? as) onder een semi-transparant, met perovskiet bedekt dak en een glazen dak.
Voor de experimenten ontwierpen ze een kleine kas bedekt met deze zonnecellen met een oppervlakte van 6,25 cm2 en ze verkleinden de dikte van de fotoactieve laag van de perovskietzonnecellen, zodat ze meer licht doorlieten.
Ze observeerden de planten gedurende 15 dagen, analyseerden hun genexpressie en onderzochten het binnenkomende licht onder beide bladerdakdelen. Hierbij waren ze vooral geïnteresseerd in het spectrale bereik van 400 tot 700 nm. Dit is het bereik van fotosynthetisch actieve straling (PAR) die planten voornamelijk gebruiken voor fotosynthese.
“Zoals verwacht vertoont het perovskietdak een vermindering van de bestralingssterkte in het PAR-bereik”, schrijven de onderzoeksters. “De lichtabsorptie door de perovskietlaag verandert de algehele spectrale samenstelling van het doorgelaten licht, waardoor ook de algehele bestralingssterkte wordt verminderd.” Vergeleken met het glazen dak daalde de lichtintensiteit onder het perovskietdak met 52%.
Positief
Ondanks de beperktere lichtomstandigheden was de groei van de testplanten onder het perovskiet’dak’ positief. Na zeven dagen waren alle zaailingen uitgegroeid tot zaailingen met één tot twee bladeren. Aan het einde van de vijftien dagen hadden de roodlofzaailingen onder het perovskietdak al drie tot vier bladeren ontwikkeld, terwijl die onder het glazen dak slechts twee bladeren hadden. “Ze profiteren van de specifieke spectrale filtering”, stellen de onderzoeksters.
Uit RNA-sequentiebepaling van de testplanten bleek dat het algemene patroon van genexpressie (welke genen zijn er actief) in beide groepen vergelijkbaar was. Toch vonden de onderzoeksters kleine verschillen in de expressie van genen die verband houden met stressreacties, stofwisseling, groeiregulatie en lichtperceptie. Planten reageren, uiteraard, op hun omgeving.
Die aanpasbaarheid zou erop kunnen wijzen dat halfdoorlaatbare zonnecellen een gunstige leefomgeving voor planten kunnen vormen, ondanks de verminderde lichtintensiteit. Volgens een simulatie zou het installeren van perovskietcellen op kassen ook economisch rendabel zijn. De zonnecellen zouden de jaarlijkse energiebehoefte voor verlichting, irrigatie en luchtbehandeling van een kas kunnen dekken, zo stelden de onderzoeksters.
Bron: bdw