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Riesenmuschel übertrifft Solarzelle, Effizienz von 67 Prozent

Die irisierende Öffnung inspiriert die Materialforschung. (Bildquelle: youtube/Yale University)
Die irisierende Öffnung inspiriert die Materialforschung. (Bildquelle: youtube/Yale University)
Mit einer Mischung aus gezielter Lichtstreuung und der Anpassung an die jeweiligen Lichtverhältnisse wandeln die Meeresbewohner einen Großteil des Lichts in nutzbare Energie. Ein Vorbild für zukünftige Solarmodule.

Zu beobachten ist das Schauspiel auf Palau im Westpazifik, fast 1.000 Kilometer östlich der Philippinen. In der abgelegenen Inselwelt hat sich das natürliche Ökosystem größtenteils erhalten, darunter eine Riesenmuschelart, die einen irisierenden Schimmer aussendet.

Das ist aber keine Art von Biolumineszenz wie beim Glühwürmchen, sondern der Restschimmer des eingefallenen und nahezu vollständig umgesetzten Lichts. Das wird benötigt für die in der Muschel lebenden, symbiotischen Algen.

Und die leben nur dort, weil der spezielle Aufbau der Muschel mit sogenannten Iridozyten für eine enorme Steigerung des nutzbaren Lichts für diese Algen sorgt. Diese besonderen Zellen sind in länglichen Kanälen angeordnet. In diesen wird das Licht gestreut, um anschließend zu großen Teilen absorbiert zu werden.

Ein logischer Trick steigert die Effizienz weiter

Eine Forschungsgruppe der Yale University konnte dieses System nun modellieren und die zugehörige Quanteneffizienz berechnen. Der Wert gibt an, wie hoch der Anteil der einfallenden Photonen ist, die in Elektronen umgewandelt werden können. Die Nachbildung erreichte einen Wert von 43 Prozent, was dreimal so hoch ist wie bei den Blättern tropischer Bäume.

Allerdings geht die Muschel noch einen Schritt weiter. Abhängig von den vorherrschenden Lichtverhältnissen, dem Einfallswinkel, der Tageszeit und der Bewölkung kann sie die Kanäle mit Iridozyten strecken und zusammenziehen.

Unter Berücksichtigung dessen ergaben neue Berechnungen zur Quanteneffizienz stolze 67 Prozent. Zwei Drittel des Lichts konnten verwertet werden. Das liefert einen Ausblick, wie viel Potential noch in Solarmodulen schlummern kann und dass die Lösungen an sehr ungewöhnlichen Orten gefunden werden können - auch in einem bedrohten Paradies im Westpazifik.

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> Notebook Test, Laptop Test und News > News > Newsarchiv > News 2024-07 > Riesenmuschel übertrifft Solarzelle, Effizienz von 67 Prozent
Autor: Mario Petzold, 10.07.2024 (Update: 10.07.2024)