Dalam tampilan yang disederhanakan, fotosintesis mentransduksi energi foton menjadi energi kimia dengan memecah ikatan energik dalam CO2 dan H2O dan menggabungkan kembali Karbon dan Hidrogen menjadi molekul bahan bakar organik yang dapat diangkut ke situs metabolisme dan disimpan untuk digunakan nanti seperti benih dan waktu malam pertumbuhan.
Kedua ikatan ini masing-masing membutuhkan sejumlah energi - lebih sedikit dan mereka tetap terikat, lebih banyak dan ada energi berlebih yang dapat menumpuk dan menyebabkan panas berlebih. Panjang gelombang (warna) foton persis sebanding dengan energi kuantum. Jadi, klorofil atau protein fotosintetik lainnya membutuhkan pita panjang gelombang tertentu untuk energi yang cukup untuk memecah CO2 dan H20, tetapi tidak lebih.
Tumbuhan mendinginkan diri dan planet dengan mengubah energi matahari menjadi energi kimia. Tanpa penutup tanah fotosintesis atau penutup laut dari fitoplankton Anda mendapatkan gurun suhu tinggi, pemanasan global dan semuanya mati. Klorofil menolak hijau, infra-merah dan ultra-violet untuk mengatur suhu karena panjang gelombang tersebut tidak akan memisahkan lebih banyak CO2 dan H2O.
Efek kuantum ini juga mengapa sel fotovoltaik terjebak pada efisiensi di bawah 25%. Mereka memiliki ambang kuantum di pita merah, sehingga kelebihan energi oranye, kuning, hijau, biru, dan ultraviolet hanya menghasilkan panas yang berpotensi merusak alih-alih berubah menjadi listrik, selain panas limbah infra-merah di bawah ambang batas.
Secara teori, struktur multi-layer dimungkinkan untuk memanfaatkan beberapa pita panjang gelombang dan mendekati hitam, tetapi Alam telah mengerjakannya selama 4 miliar tahun dengan kecepatan sextillions percobaan per detik dan tidak ada yang mengambil alih bioma akhir-akhir ini (terakhir 220 jutaan tahun), dan manusia telah mengerjakan sel fotovoltaik multi-layer selama lebih dari 40 tahun dan tidak ada yang dipublikasikan sebagai terobosan yang mendekati komersialisasi.
Ada petunjuk di lumut, yang merupakan organisme hibrida alga dan jamur. Ada banyak variasi, tetapi semuanya memiliki kisaran parameter lingkungan yang sangat sempit karena Anda harus memenuhi kondisi di mana setiap garis genetik beradaptasi dan kombinasi bekerja. Bahkan hibrida fotosintesis dua lapis belum cukup kuat untuk menyebar jauh dan bertahan lama. Yang terdekat adalah di lautan di mana terdapat beberapa molekul fotosintetik, tetapi dalam organisme independen.
Dalam evolusi, yang paling tangguh dan mudah beradaptasi menang atas memeras efisiensi terakhir.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar