Wat fotosynthese me leert over innovatie...

Als je je wat dieper begint te verdiepen in het wel en wee van planten, kom je op een bepaald moment terecht in de wondere wereld van hun water- en energiehuishouding. Daaruit valt nogal wat te leren over hoe we zelf onze toekomstige omgang met water en energie kunnen vormgeven. Onnodig te zeggen dat fotosynthese de inspiratiebron kan zijn om zonne-energie om te zetten naar elektrische energie via organische zonnecellen. Allen hebben we geleerd, ergens tussen 2 speeltijden in, dat bij fotosynthese lichtenergie en water wordt gebruikt om kooldioxide om te zetten in koolhydraten en glucose. Achter die simpele uitleg zit echter een prachtvoorbeeld dat inspiratie kan bieden om echt te komen tot een circulaire economie. Fotosynthese omvat lichtreacties en donkere reacties (die geen licht nodig hebben). Bij de lichtreacties brengt invallend zonlicht elektronen in een hogere energietoestand in chlorofyl.  Die elektronen gaan uiteindelijk na transport zorgen voor de binding van een waterstofatoom in een eerste organische energiemolecule (NADP+). Het elektronentransport creëert bovendien energie en zorgt voor spitsing van water in zuurstof en protonen. Die protonen drijven vervolgens een soort 'nano-elektromotor' aan die een tweede organische energiemolecule helpt vormen (ATP). De 2 energiemolecules gaan in de donkere reacties dan koolstofatomen samenbouwen tot suikers. Nadat ze hun werk gedaan hebben worden ze gerecycleerd. Fotosynthese in een notendop: je geheugen is hiermee weer opgefrist.

Het concept van het gebruiken van moleculen als energiefactor, is door de mens al succesvol toegepast. De Vlaamse start-up QPinch gebruikt het in hun geoctrooieerde technologie van de chemische warmtepomp. Maar grote doorbraken om het fotosynthese-proces te industrialiseren, zijn er nog niet. Grootste probleem blijft de lage energetische efficiëntie in vergelijking met fotovoltaïsche systemen, zeker bij CO2 concentraties die onze atmosfeer kenmerken. Fotosynthese gebruikt slechts 1% van het invallende zonlicht voor energie- en suikerproductie. De natuur kan zich dat permitteren: zonlicht is in overmaat beschikbaar. Een artikel in Science vorig jaar maakte alvast melding van testen op MIT, weliswaar nog met zuivere CO2, van een conversie van 10%. Die zakt wel tot 3 à 4% bij omgevingsconcentraties, maar dat is nog een factor 3 à 4 beter dan Moeder Natuur.

Wat me vroeger tussen die 2 speeltijden niet was bijgebleven was dat, ondanks de kleur van chlorofyl en dus ook plantenmateriaal, de kleur groen geen factor is in heel dat fotosyntheseproces. Integendeel, het is blauw en rood dat zorgt voor succes. Je weet allicht wel dat de kleur van een object bepaald wordt door de golflengtes die niet worden opgenomen, maar integendeel worden weerkaatst. Plantengroei hangt dus af van rood en blauw licht. Het is een onderzoeksveld op zich om met LED lampen zeer gericht licht aan te bieden binnen een smaller golflengtespectrum. Het is niet uit te sluiten dat dit in de nabije toekomst in hogere opbrengsten kan resulteren.

Dat planten ons met hun groene kleur wat op het verkeerde been zetten, is niet zo verwonderlijk. In essentie is wat we zien en horen wel meer misleidend. Wat klanten intern absorberen, krijg je niet altijd te horen. Wat we oppervlakkig te zien krijgen, is zelden de belangrijkste informatie. Wat klanten zeggen is niet altijd waar ze energie van krijgen. De beste manier om inzicht te krijgen in hun echte drijfveren, is van microscoop te veranderen. Van een lichtmicroscoop naar een scanning elektronenmicroscoop bijvoorbeeld. Die bekijkt de interne structuren van de klant in meer detail. Hoe je dat kan aanpakken? Recent kwam ik nog een mooi voorbeeld tegen bij een bedrijf. Ze vroegen consequent aan klanten waarom ze een product kochten en waarom ze tevreden waren. Het levert soms verrassende resultaten op...