Innovatie: zonnecel produceert elektriciteit én brandstof

24 juli 2015 – Een nieuwe type zonnecel zet vloeibaar water om in waterstofgas en doet dit tien keer effectiever dan andere technologieën.

Uit een bericht van Scientias
‘(…) Wetenschappers van de TU Eindhoven en Stichting FOM hebben in het wetenschappelijke vakblad Nature Communications een prototype van deze nieuwe zonnecel onthuld. Het basismateriaal galliumfosfide in de zonnecel is in staat om uit vloeibaar water de schone brandstof waterstofgas te vormen.
Galliumfosfide is niet goedkoop om te produceren. Daarom gebruikten de onderzoekers een rooster met kleine nanodraden van galliumfosfide (GaP) met een dikte van 90 nanometer en een lengte van 500 nanometer. Deze draden werden vervolgens in bestaande zonnecellen geïnstalleerd. Niet alleen konden de zonnecellen gebruikt worden om zonne-energie te ontvangen, maar ook slaagden de onderzoekers er in om waterstofgas te maken. Het rendement waarmee het waterstof werd gewonnen schoot met een factor tien omhoog.. (…)’

Uit een bericht van Tweakers
‘(…) Zo ontstaat iets dat de wetenschappers een zonnebrandstofcel noemen. Dat concept is goedkoper dan een conventionele zonnecel te koppelen aan een accu om daar vervolgens water mee te splitsen, aldus de onderzoekers.
Van galliumfosfide was al bekend dat het interessante eigenschappen bevat om met behulp van zonlicht direct water te splitsen om zo waterstofgas op te wekken. Het probleem was echter dat simpele panelen van galliumfosfide weinig efficiënt zijn bij het opvangen van zonne-energie. Met hun experimenten lieten de onderzoekers van de TU Eindhoven en de Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie zien hoe het materiaal aanzienlijk efficiënter kan worden ingezet. Het blijkt namelijk dat wanneer er een roosterstructuur van nanodraden wordt gemaakt het galliumfosfide aanzienlijk beter presteert en er veel minder van het materiaal nodig is. (…)
Wat betreft de kosten voor het maken van galliumfosfide-panelen hebben de onderzoekers een grotere slag geslagen: er is met de ontworpen nanostructuur ongeveer 10.000 keer minder materiaal nodig dan voorheen, wat de productie uiteraard aanzienlijk goedkoper maakt en interessanter voor commerciële toepassingen.
Onduidelijk is wanneer het concept in de praktijk zal worden ingezet. Ondanks het lage rendement is het direct fabriceren van waterstof uit zonne-energie aantrekkelijk. Dat komt onder andere omdat het met conventionele zonnepanelen moeilijk is om de opgewekte energie op te slaan, terwijl dat met de zonnebrandstofcel wel kan, zo stellen de Nederlandse onderzoekers. (…)’

Bronnen
Scientias, 21 juli 2015: Nieuw type zonnecel produceert elektriciteit én brandstof
Tweaker, 20 juli 2015: Nederlandse onderzoekers maken zonnecel die waterstof genereert
Nature Communications, 12 mei 2015: Efficient water reduction with gallium phosphide nanowires