Pflanzeninspirierte Innovationen in der Sammlung und Umwandlung von Solarenergie

Die wichtigsten Herausforderungen bei der Gewinnung und Umwandlung von Sonnenenergie in Elektrizität oder andere nachhaltige Energiequellen liegen in der effizienten Absorption der Sonnenstrahlung und der Effektivität der Energieumwandlung. Solarzellen stellen eine etablierte Kategorie nachhaltiger Energieumwandlungsgeräte dar, die Sonnenstrahlung direkt in Elektrizität umwandeln. Diese Geräte sind weltweit an verschiedenen Standorten weit verbreitet und installiert.

Der Wirkungsgrad von Solarzellen hat ein Limit erreicht, das eine erhebliche Verbesserung erfordert, da mehr als 70 % der eingehenden Energie als Abwärme verloren gehen. Dies verringert nicht nur die Gesamteffizienz, sondern wirft auch Sicherheitsbedenken auf. Inspiriert von Bäumen, die durch Transpiration Wasser effizient von den Wurzeln zu den Blättern transportieren, um Kühlung und Hydratation aufrechtzuerhalten, wurde ein bioinspiriertes hybrides multigeneratives Photovoltaik-Blatt (PV-Blatt) entwickelt. Dieses Design ermöglicht einen passiven Wasserfluss von einem Reservoir zur Zelloberfläche zur Verdunstung und fängt gleichzeitig das verdunstete Wasser auf, um es in sauberes Wasser umzuwandeln (Wijerathne et al., 2025).