太陽エネルギーを高効率で変換する最高の太陽電池と葉緑体はどれですか?

Apr 21, 2022

葉緑体の効率:

植物、シアノバクテリア、その他の生物は、光合成によって太陽エネルギーを電位エネルギーに変換し、一連の生化学反応を促進し、二酸化炭素と水を炭素含有エネルギー担体と酸素に変換します。 化学反応プロセスがC3植物の理論を決定します。限界効率は約4.6%、C4植物の理論限界効率は約6%、単細胞光合成生物の理論限界効率は約8%から13%です。 実際には、光合成生物は、地球の操作、天候、植物の環境、細胞の耐久性、およびそれら自身のランダムな光呼吸によって引き起こされる太陽放射の変化の影響を受けます。 植物の実際の光合成効率は、ほとんどが0。3%から0。5%の範囲内です。 、ごく少数の種だけが1パーセントに達します; サンゴの共生褐虫藻の光合成効率は3%から4%であり、これはサンゴの組織と骨格の光学的特性に依存します。

光呼吸の発生や加圧二酸化炭素の導入に対処する遺伝子工学などの方法が試みられており、達成できる最大の増加は植物種によって異なり、理論上の限界に達することはなく、二酸化炭素濃度はできるだけ高くはありません。 この速度は、細胞への活性酸素種の損傷も考慮に入れています。 光合成生物の温度とイオン濃度は細胞の耐性によって制限されており、理論上の限界を追求することはできません。 それはまた、化学エネルギー合成生物の状況を指すこともあります。海洋化学合成生物の極端な環境においてさえ、それらの化学合成効率の改善は非常に限られています。

太陽電池の効率:市販の太陽電池の光から電気への変換効率は20%から30%であり、実験室の品種の46%から50%は促進されていません。 実際に建設された集光型太陽光発電システムのピーク効率は、40%から50%に達する可能性があります。

明らかに、通常の太陽電池は、最良のものがない葉緑体よりも効率的です。

Efficiency of photovoltaic cells