De Groningse wetenschapper Kees Hummelen is een van de pioniers op het gebied van de organische zonnecel, een goedkoper en slanker alternatief voor de dikke zonnepanelen zoals we die kennen. Na 22 jaar onderzoek is zijn ‘kindje’ bijna klaar voor de commerciële markt.

Het begon allemaal in 1995, toen Hummelen op 39-jarige leeftijd in een lab in Californië als postdoc zocht naar een nieuwe aidsremmer, en daarbij per ongeluk stuitte op een product dat later de sleutel bleek voor de ontwikkeling van de plastic zonnecellen.

“We hadden een vergadering waarbij scheikundigen en natuurkundigen bij elkaar kwamen”, vertelt de onderzoeker vanachter zijn bureau op de Zernike Campus. “Die natuurkundigen zeiden: “We hebben een nieuw soort zonnecel ontdekt, maar er is één probleem: het werkt niet.” Dat wil zeggen, ze zochten een mengsel van polymeer (verbindingen die uit een hele reeks van dezelfde moleculen bestaan, red.) met C60.

Wat is C60? Fullerenen zijn moleculen die volledig uit koolstofatomen bestaan en de vorm hebben van een bal. Deze sferische structuur bestaat uit zeshoeken en vijfhoeken. De kleinste bal is C60. Dit molecuul bestaat uit zestig koolstof atomen en lijkt daarmee precies op een voetbal. C60 wordt ook wel Buckminster Fullereen genoemd, vernoemd naar Richard Buckminster Fuller, de uitvinder van de geodetische koepel.

Maar die C60 wil niet mengen, dus dat was een probleem. Toen duurde het een halve seconde en heb ik m’n hand omhoog gedaan, en zei: “Daar heb ik wel wat voor. Ik heb een stofje, PCBM, dat maak ik om een heel andere reden. Maar dat is een mooi oplosbaar en mengbaar fullereen derivaat, dus gebruik dat maar.” En dat was ‘m. Dat was het begin van alles.”

Hoe werkt een plastic zonnecel?

Organische zonnecellen – ook wel plastic zonnecellen genoemd – bestaan uit een lichtabsorberend polymeer dat positieve lading kan geleiden en fullerenen die elektronen accepteren en vervolgens geleiden. De zonnecel werkt als volgt: een polymeer absorbeert zonlicht. Door de energie van het licht kan een elektron van het polymeer naar een hoger energieniveau springen. Als er een goed elektronaccepterend fullereen in de buurt is kan die elektron hiernaar overspringen.

Er blijft nu een positieve lading over op het polymeer, terwijl het fullereen een negatieve lading heeft. Als er nanobuisjes op het materiaal zijn aangesloten – die fungeren als superkleine elektriciteitsdraadjes – kan de positieve lading naar de ene elektrode reizen terwijl de negatieve lading naar de andere elektrode kan reizen. En zo wordt stroom opgewekt.

Grote voordeel van plastic zonnecellen is dat ze goedkoop zijn om te maken, en dat het materiaal dun en flexibel is. Een laag van een organische cel is zelfs duizend keer dunner dan die van een silicium zonnecel. Maar het rendement is wel een probleem. Dat stijgt niet snel genoeg. Om plastic zonnecellen commercieel interessant te maken moet de cel ook buiten het lab 10 procent rendement halen. En dat is nog steeds niet het geval.

©PXimport

‘En nu komt het’, zegt de chemicus. ‘We zijn nu 22 jaar verder. En wat is er gebeurd in de siliciumwereld? Een totale, ongelooflijke, schitterende revolutie als het gaat om de prijsontwikkeling. Ik zou wel gek zijn als ik niet zou kijken of mijn stof daar niet iets goeds kan doen.’

Hummelen vergelijkt het met de ontwikkeling van computerprocessoren. Gordon Moore voorspelde vijftig jaar geleden dat de snelheid van de chips in onze computers zich steeds zou blijven verdubbelen. En dat tegen dezelfde kosten. Eenzelfde ‘wet’ geldt ook voor de silicium zonnecellen, denkt Hummelen, maar dan op het gebied van de prijs.

“Twee jaar geleden kwam uit de siliciumindustrie een rapport dat zei: over tien jaar kost wat we nu doen de helft van het geld. Het is nu dus twee jaar later, en we zijn er ongeveer. Supergoed! Als er nu collega’s zijn die zeggen: “Ik werk aan een nieuw type zonnecel en die wordt aanzienlijk goedkoper dan silicium, en daarmee gaan we ervoor zorgen dat zonnepanelen betaalbaar worden.” Dan zeg ik: Bullshit, het is nu al ongelooflijk betaalbaar, en het gaat met zo’n noodgang dat over tien jaar de wereld er weer heel anders uitziet.”

En daar komt nog bij dat het rendementsrecord van de silicium zonnecellen, met 26 procent, dat van de plastic modellen doet verbleken. Plastic kan gewoon nog niet tegen silicium op.

Perovskiet

Dat betekent niet dat de medeontdekker van de plastic zonnecel niet meer achter zijn ‘kindje’ staat. Er is nog steeds een belangrijke rol voor plastic weggelegd in de toekomst, denkt hij. Maar het betekent wél dat Hummelen en zijn team breder onderzoek zijn gaan doen. Hij moet ook wel, want de handel in PCBM neemt af, geeft de onderzoeker toe, omdat wetenschappers nu massaal achter een ander materiaal aanrennen.

‘Dus we kijken naar de ontwikkeling van de organische zonnecel, maar we kijken ook naar de ontwikkeling van dat nieuwe materiaal: perovskiet’, vertelt hij.

Het is de nieuwe heilige graal in het zonnecellenonderzoek, en werd in 2013 door vooraanstaand wetenschapstijdschrift Science al betiteld als doorbraak. Het is spotgoedkoop, eenvoudig te maken, absorbeert veel zonlicht en geleidt bijzonder goed. Daarnaast is het dun, gemakkelijk te printen en is te combineren met de populaire en commercieel veel interessantere silicium zonnecellen.

Perovskiet is een klasse van materialen die dezelfde kristalstructuur hebben als calcium-titanium-oxide (CaTiO3). Het werd begin 19e eeuw ontdekt door de Russische mineraloog Lev Perovski, maar pas in 2009 door Japanners voor het eerst toegepast in een zonnecel. Toen werd al een efficiëntie van 3 procent gehaald. Inmiddels staat het record op 24 procent. “Het is een hype”, constateert Hummelen.

Alternatieven

Zijn collega Maria Antonietta Loi, hoogleraar fotofysica en opto-elektronica in Groningen, richt sinds vier jaar veel van haar onderzoek op de nieuwe technologie. Het gaat silicium niet vervangen, denkt ze. “Als je dacht dat de auto-industrie conservatief was, de halfgeleiderindustrie is nog veel erger”, zei ze eerder in een interview.

“We kijken daarom naar een combinatie van beide, perovskiet en silicium”, vertelt Hummelen. “Stel, je kunt een goedkoop laagje perovskiet boven op het silicium leggen. Dan kun je het rendement behoorlijk omhoog tillen, zonder dat het veel meer kost.” De efficiëntie gaat dan misschien wel naar 35 procent, denkt Loi.

Perovskiet zonnecellen zijn gemaakt van een mix van organische moleculen en anorganische elementen die samen licht omzetten in elektriciteit. “Ze zijn hybride”, zegt Hummelen. “En in die perovskieten zonnecel zit meestal ook een organische laag als geleider. En by the way, daar is PCBM weer heel erg goed in. Is dat niet leuk?”

Maar perovskiet heeft ook nadelen. Het is bijvoorbeeld nogal gevoelig voor vocht, waardoor het rendement in de buitenlucht snel afneemt. Daarnaast bestaat het vaak uit een verbinding van onder meer ammoniak, jood en lood. En dit laatste is zeer giftig. Daarom wordt aan de Rijksuniversiteit Groningen ook geëxperimenteerd met alternatieven voor lood, zoals tin en bismut.

Zonne-energie heeft de toekomst, maar er staan dus nog genoeg uitdagingen voor de deur. Daarover lees je spoedig meer in een aankomend artikel.

Liveservicegames en hero shooters waren in 2016 niet per se nieuw. Destiny ging al twee jaar hard, en hoewel nieuwkomer Overwatch erg goed ontvangen werd, trokken sommigen al snel vergelijkingen met Valve’s inmiddels oude Team Fortress 2. Toch wist de hero shooter van Blizzard een Game of the Year Award voor de neus van onder andere Uncharted 4: A Thief’s End weg te grissen. Het was een glorieus begin van een moeizaam traject.

In de afgelopen tien jaar onderging Overwatch grote veranderingen. Na een groot succes met ruim 50 miljoen totale spelers in de eerste drie jaar kondigde Blizzard in 2019 aan dat er een vervolg zou komen, dat ‘naast het originele Overwatch’ moest bestaan en uitgebreid werd met Player-versus-Environment-content. De 6-tegen-6 Player-versus-Player-gameplay waar Overwatch om bekendstaat, zou blijven bestaan en voorzien worden van dezelfde content in de twee games. Ook zou Overwatch 2 een exclusieve PvE-modus met een verhaallijn en skill-trees krijgen, waarmee ieder personage op zowel grote als subtiele wijze aangepast kon worden.

©Blizzard

Nee, toch niet

Wie Overwatch 2 sinds de early access-verschijning eind 2022 heeft gespeeld, weet dat daar maar bar weinig van is waargemaakt. Overwatch en Overwatch 2 werden ten eerste geen aparte titels: laatstgenoemde heeft de plaats van het origineel simpelweg ingenomen. Die verhaalmodus? Voor 15 euro kreeg je met de 1.0-release van Overwatch 2 in augustus 2023 toegang tot drie missies. Die verkochten niet goed genoeg voor Blizzard – volgens bronnen Bloomberg - waarmee de mogelijkheid van meer PvE-content direct werd begraven.

Het was toen zelfs al bekend dat de PvE-modus grotendeels geschrapt was, gezien de modus volgens regisseur Aaron Keller ‘de focus tijdens het ontwikkelproces van de game belemmerde’. Dat is geen vreemde redenering, maar PvE was wel juist datgene dat Overwatch 2… nou ja, Overwatch 2 maakte. Uiteindelijk was de lancering van de ‘nieuwe’ game vooral een grote update, met drie nieuwe personages, wat extra arena’s en een nieuwe 5v5-opzet in plaats van 6v6. Er stond nu slechts een ‘2’ achter.

©Blizzard

Een alternatieve toekomst

Recent werd aangekondigd dat Overwatch 2 het cijfer van de naam afknipt met het twintigste seizoen en dus weer gewoon Overwatch heet – we zijn dus weer terug bij af. Ik stapte zelf destijds op de Overwatch-trein door juist de belofte van PvE in het vervolg, en heb uiteindelijk pakweg 300 uren tussen beide games verdeeld. Hoewel ik naarmate de tijd vorderde wat uren in de competitieve modus stak, maakte het spelen met vrienden de ervaring écht vermakelijk.

Gezellig kletsen, schreeuwen tegen willekeurige teamgenoten en de mix van tactiek en variatie die de vele personages in Overwatch bieden: dat staat mij bij. Een PvE-modus waarin juist dat samenspel en de speelwijze van de verschillende heroes aan te passen zijn naar jouw speelstijl was een soort heilige graal, die uiteindelijk dus nooit verscheen. Dat is eeuwig zonde. De competitieve e-sportscene van Overwatch is al sinds het begin een belangrijk aspect van de game, dus ergens is het begrijpelijk dat het team dit niet uit het oog wilde verliezen.

©Blizzard

Maar juist in de laatste jaren zien we een interessante verschuiving naar PvE, of in ieder geval multiplayer-ervaringen die niet geheel om competitie draaien. Denk aan Helldivers 2 van een paar jaar terug, waarin vrienden en willekeurige spelers het opnemen tegen legioenen aan vijanden – en zelfs wereldwijd samen naar een doel werken. Of de explosie aan zogenaamde ‘friendslop’ games als Peak en Lethal Company, die geheel draaien om het samen uitvoeren van taken als een berg beklimmen of het verzamelen van schroot. Een game als Arc Raiders bevat daarbij ook PvP-elementen, maar staat ook bij omdat meerdere spelers samen kunnen komen om een gigantische robot te verslaan. Video’s waarbij spelers plots oude vrienden tegenkomen in de game tonen aan waarom PvE momenteel zó ontzettend leuk kan zijn.

De realiteit

Het is achteraf makkelijk te zeggen, maar de originele visie voor Overwatch 2 had best een prominente rol in het huidige gamelandschap kunnen bekleden. Met de aankondiging werden uitgebreide skilltrees getoond voor de verschillende personages waar Overwatch om bekendstaat.

©Blizzard

Een van Mei’s speciale vaardigheden is bijvoorbeeld het veranderen in een ijspegel, om zo health terug te verdienen en een paar seconden onverwoestbaar te zijn. Met een van de skills die getoond werd veranderde deze ijspegel in een ijsbal, waarmee ze op spectaculaire wijze door groepen vijanden kan kegelen. De PvE-modus had de potentie om een soort zandbak voor dergelijke ideeën en ingrijpende veranderingen voor het klassieke Overwatch te worden. Een speelsere mix van skills en samenwerking om juist die avonturen uit bijvoorbeeld een Helldivers 2 te nabootsen. De tactische teamgameplay had dan ook niet hoeven verdwijnen, het zou juist vet geweest zijn om met vrienden verschillende skills af te stemmen en los te laten op de robots van Null Sector.

Dat is nog zoiets: de lore en verhaallijn van Overwatch zijn ontzettend interessant, en had meer in de schijnwerpers kunnen staan met de PvE-insteek. Nog voordat ik de games überhaupt had aangeraakt, verslond ik de prachtig geanimeerde filmpjes van Blizzard en verhalen die ze voor de personages uitbrachten.

Wat ik dan ook zie van de nieuwe update wringt met mijn gevoel. Ja, het lijkt erop dat Blizzard een inhaalslag maakt en sneller met nieuwe personages komt om de game fris te houden. Het wekt de indruk dat we weer terug zijn bij het ‘oude’ Overwatch, en dat de ontwikkelaar nog altijd een sterke hero shooter wil behouden nu concurrenten als Marvel Rivals het speelveld hebben betreden. Toch kan ik het niet laten om te fantaseren over hoe Overwatch meer had kunnen zijn dan een hero shooter.

De realiteit is dat het Overwatch-team geen goede balans wist te vinden tussen het bijhouden van de PvP- en competitieve scene van Overwatch en de ontwikkeling van de PvE. Zonde, want zeker in het huidige multiplayerklimaat, waar mensen steeds meer achterover lijken te hangen om met elkaar te spelen in plaats van tegen elkaar, had het originele Overwatch 2 perfect gepast.

Samen met onze vrienden van bol geven we wekelijks een nieuwe game weg, en deze week is dat natuurlijk Mario Tennis Fever.

Fever verscheen namelijk deze week voor de Nintendo Switch 2 en is volgens onze Simon een uitstekende Mario-sportgame. Met z'n Fever Rackets - die speciale slagen vol onvoorspelbare effecten mogelijk maken - goede basisgameplay en flink wat content weet Fever boven de afgelopen delen uit te stijgen:

Mario Tennis Fever barst van de content. De vele personages, banen en rackets geven unieke, diepere lagen aan de gameplay en multiplayerpotjes gaan met grote glimlach en een berg vertier gespeeld worden. Jammer voor de wat volwassenere spelers dat die volgende laag diepgang nét niet geraakt wordt. Daarvoor is het singleplayeraanbod niet genoeg, de tegenstanders niet uitdagend genoeg en ontbreekt er hier en daar net wat finesse. Maar ga zo door, Nintendo. Mario Tennis Fever zit namelijk wél in de richting van die tijdloze Camelot-klassiekers waar we zo naar hunkeren.

Winnen

Wat moet je doen om te winnen? Ga naar de website van bol, vind de productcode in de url (bestaande uit zestien cijfers) en vul die hieronder in het invulformulier in! Vergeet ook niet je naam en emailadres in te vullen, dan sturen we je zo snel mogelijk een code om de game fysiek op bol.com te bestellen!

Werkt het formulier niet? Klik dan hier.