Fotosynthese

Fotosynthese is een proces waarin lichtenergie wordt gebruikt om koolstofdioxide (CO2) om te zetten in koolhydraten, zoals suiker (glucose). Die koolhydraten vormen de energievoorraad van de plant of van de alg en worden als bouwstenen gebruikt voor ondermeer de vorming van knollen, zaden, stengels en bladeren.

Het proces komt voor in planten, algen en sommige bacteriën die in het bezit zijn van bladgroenkorrels (chlorofyl). Op sommige bacteriën na, gebruiken alle fotosynthetiserende organismen naast kooldioxide ook water om deze suikers te maken. Bij dit proces wordt ook zuurstof geproduceerd. Hoewel algen minder complex zijn dan hogere planten vindt fotosynthese in algen op dezelfde manier plaats.

In dit filmpje wordt uitgelegd hoe planten met behulp van energie uit zonlicht, CO2 en water suikers maken.

Licht- en donkerreactie

Fotosynthese bestaat uit twee reactiewegen: de lichtreacties en de donkerreactie, ook wel de Calvincyclus genoemd. Bij de lichtreacties wordt lichtenergie omgezet in chemische energie (in de vorm van de verbindingen ATP en NADH). Deze chemische energie wordt gebruikt in de Calvincyclus om uiteindelijk suiker (glucose) te vormen.

Efficiëntie

Laten we ervan uitgaan dat Nederland  in 2050 een totale energiebehoefte heeft van 50 Gigawatt. Wat we dan nodig hebben om in die behoefte te kunnen voorzien hangt af van de efficiëntie waarmee we de zonne-energie weten te benutten.  Weten we niet meer dan 1% van de zonne-energie te benutten, zoals dat met planten het geval is, dan zouden we  een oppervlak van 3.000 vierkante meter per inwoner nodig hebben. Dat betekent dat we het hele land moeten volzetten met planten, alléén voor onze energievoorziening. Kunnen we 10% van de zonne-ergie benutten, bijvoorbeeld met fotovoltaïsche zonnecellen of algen, dan volstaat de oppervlakte die we hebben bebouwd en alle landbouwgrond. Weten we de efficiënte nog verder op te voeren richting 50%, hetgeen in theorie mogelijk is met kunstmatige bladeren, dan hebben we altijd nog het gezamenlijk oppervlak van alle wegen en het IJsselmeer nodig.

Kennis

Om de efficiëntie van fotosynthese te verbeteren is nog veel kennis nodig. Kennis over de manier waarop fotosyntheseprocessen precies verlopen, welke factoren daarop van invloed zijn. Kennis van de achterliggende genetische processen en van nanomaterialen die kunnen bijdragen aan verbeterde opname van zonlicht.

Doorzoek de website