Van alle organismen op aarde zijn microalgen er het best in om zonne-energie vast te leggen. Nieuw onderzoek dat uitwijst hoe ze dat precies doen, kan helpen om veel efficiëntere zonnepanelen te maken.  

Net als planten leggen algen energie van de zon vast en zetten die via fotosynthese om in energie en biomassa: ze groeien. Maar waar planten hooguit 20 procent van de zonne-energie gebruiken, daar leggen microalgen vrijwel alle energie vast, tot wel 98 procent. Die enorme efficiëntie maakt algen uitermate geschikt voor nader onderzoek aan energieopvang en -omzetting. 


Eiwitcomplex

Hoe doen algen dat? Dat is de centrale vraag van een vrijdag in het wetenschappelijke tijdschrift CellChem verschenen publicatie van Albert Heck, hoogleraar biomoleculaire massaspectrometrie aan de Universiteit Utrecht, en zijn promovendus Sem Tamara. Ze beschrijven samen met onderzoekers van de University of Birmingham onder meer hoe de vele uitsteeksels op de huid van de alg een belangrijk onderdeel vormen van het systeem waarmee hij zonne-energie oogst. 

De algen blijken te beschikken over een ingenieus eiwitcomplex. 'Dat was al enigszins bekend, maar wij hebben vastgesteld dat dat bestaat uit honderden gamma-bouwstenen, een soort legoblokjes of radertjes', zegt Heck. 'Bovendien hebben we verder ontrafeld hoe die radertjes onderling met elkaar communiceren.' 
 

Fluoriserende eiwitten uit microalgen in het laboratorium van de University of Birmingham. Foto: University of Birmingham.


Ingenieurs

Ook vernieuwend is het inzicht dat die legoblokjes van elkaar blijken te verschillen. 'Elke component gedijt bij een bepaalde golflengte. Vermoedelijk werken sommige ervan het best in fel zonlicht, terwijl andere juist goed energie kunnen opvangen uit schemerlicht. Dat maakt het systeem uiterst efficiënt', stelt Heck.    

Volgens Heck kunnen ingenieurs die zonnecellen bouwen daar wat van leren. 'Ik ben geen expert op het gebied van zonnepanelen, maar de meeste ervan behalen een efficiëntie van hooguit enkele tientallen procenten', zegt Heck. 


Evolutie

Het ingenieuze systeem van de algen is veel te complex om zo maar even na te bouwen, benadrukt de hoogleraar. 'We hebben gezien dat er niet één of twee stappen zitten tussen het opvangen van het licht en het omzetten ervan in energie en biomassa, maar wel dertig of veertig stappen. Het zou pretentieus zijn te denken dat ingenieurs zomaar even kunnen bouwen wat de evolutie in drie miljard jaar heeft ontwikkeld.' 

Wat wel mogelijk zou zijn is het verwerken van microalgen in zonnecellen. Er zouden al bedrijven interesse hebben getoond in het onderzoek.

'De meeste zonnepanelen die nu zijn geïnstalleerd, behalen een efficiëntie van 10 tot 20 procent', zegt de Britse onderzoeker Aneika Leney, die ook bij de publicatie betrokken was, in een persbericht. 'Als we daar 95 procent van kunnen maken, zal dat het gebruik van zonne-energie sterk verhogen en dat kan helpen het milieu te beschermen.'

 

Foto: Unsplash