В основе эксперимента — идея «No Photon Left Behind» (ни один фотон не пропадает зря). Команда во главе с химиком Байроном Ларсоном использовала полупрозрачные органические фотоэлементы (OPV), которые не просто пропускают свет, но отфильтровывают ненужные растению волны и одновременно могут вырабатывать электроэнергию из остаточного спектра. Такой подход называется BioMatch: каждый фильтр настраивается под потребности конкретной культуры, говорится в пресс-релизе NREL.
В двух мини-теплицах на втором этаже лаборатории NREL высадили по шесть томатов. Одни росли под естественным солнечным светом, другие — под фильтром, пропускающим только полезные длины волн. Несмотря на то, что светофильтр уменьшал общее количество фотонов, томаты под ним росли быстрее и давали более тяжелые плоды.
До этого команда протестировала фильтры на водорослях: те тоже росли быстрее под подобранным спектром. Алгоритмы BioMatch помогли масштабировать процесс с одноклеточных организмов на сложные растения.
Это только начало. Но уже ясно, что солнечный свет можно использовать умнее.
Томаты под фильтрами вытянулись выше, были тяжелее и демонстрировали более высокую фотосинтетическую продуктивность. При этом контрольные растения получали на 30% больше света — но не столь целенаправленного.
Финальный тест — на вкус. Ученые вслепую сравнили лабораторные плоды с магазинными. Последние заняли последнее место, а экспериментальные поделили первое — по сладости, текстуре и аромату.
Система фильтрации не просто усиливает рост, но и позволяет использовать «ненужный» свет для генерации электричества. Это может дать импульс агривольтаике — совместному использованию земли под солнечные панели и сельское хозяйство. Фильтры можно подбирать под любую культуру и климат.
Ранее мы рассказывали, как погода меняет химический состав джина.