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.

Gourmetten is misschien wel dé nationale volkssport tijdens de feestdagen. Maar hoe leuk de avond ook is, de ochtend erna is vaak minder feestelijk. Die doordringende vetlucht die in je gordijnen, bank en kleding is getrokken, ben je liever kwijt dan rijk. Met deze tien tips – verdeeld over wat je eet en wat je doet – blijft je huis een stuk frisser!

Lees ook: Gourmetten nieuwe stijl: topfavoriet met een eigen twist

Ingrediënten & materialen

De meeste stank ontstaat niet door het gourmetstel zelf, maar door wat we erop leggen. Verbrande boter, karamelliserende suikers en spetterend vet zijn de grote boosdoeners. Met een paar slimme aanpassingen aan je boodschappenlijstje ben je de rookwolken voor.

Tip 1: Investeer in hittebestendige olie

De fout die bijna iedereen maakt: bakken in roomboter of standaard olijfolie. Deze vetten verbranden snel bij de hoge temperaturen van het gourmetten, wat zorgt voor die zware, scherpe walm. Kijk in de supermarkt eens schuin boven de olijfolie; daar vind je rijstolie of arachideolie. Deze oliesoorten hebben een veel hoger rookpunt en blijven stabiel als ze heet worden. Wil je het jezelf helemaal makkelijk maken? Koop dan een bakspray. Daarmee nevel je de pannetjes of de plaat licht in, waardoor je nooit te veel gebruikt en het vet niet onnodig staat te walmen.

Tip 2: Laat de kant-en-klare marinades staan

Die voorgemarineerde schotels uit de supermarkt zijn makkelijk, maar funest voor de luchtkwaliteit. De marinades zitten namelijk vaak vol suiker en water. Zodra dat de hete pan raakt, verbrandt de suiker en verdampt het vocht, met veel rook tot gevolg. Je kunt beter ongemarineerd vlees of vis kopen. Wil je toch smaak? Gebruik dan een dry rub (een droog kruidenmengsel) om het vlees vooraf te kruiden. Als je echt van sausjes houdt, kun je die beter koud op je bord toevoegen dan warm in het pannetje.

Tip 3: Kies voor 'droger' vlees en meer groente

Hoe meer vet er in het vlees zit, hoe meer het spettert en rookt. Hamburgers, worstjes en speklapjes zijn in feite kleine rookbommen. Kies liever voor magere opties zoals biefstuk, kipfilet, kalkoen of witvis. Daarnaast kun je de geuroverlast flink beperken door de verhouding vlees/groente om te draaien. Plakjes courgette, paprika, champignons en aubergine bakken vrijwel geurloos. Met een goede mandolineof groentesnijder maak je in een handomdraai dunne plakjes die snel gaar zijn, waardoor je minder lang hoeft te bakken.

Tip 4: Vervang die oude, bekraste pannetjes

Kijk voordat je begint eens kritisch naar je huidige gourmetstel. Zitten de pannetjes vol krassen en is de antiaanbaklaag versleten? Dan koekt je eten sneller aan, wat zorgt voor verbrandingsluchtjes die je de dag erna nog ruikt. Het is vaak helemaal niet nodig om een compleet nieuw apparaat te kopen; veel fabrikanten verkopen losse pannetjes of nieuwe bakplaten. Voor een paar tientjes bak je weer op een glad oppervlak, heb je minder olie nodig en ben je niet de hele avond bezig aangekoekte resten weg te schrapen.

Tip 5: Gebruik een gourmetstel met keramische coating

Ben je toch toe aan een heel nieuw apparaat? Let dan goed op de coating. Tegenwoordig zijn er gourmetstellen met een keramische bakplaat. Deze kunnen vaak hogere temperaturen aan zonder dat de laag beschadigt en ze zijn veel makkelijker schoon te maken.

Zo ga je de strijd aan met de luchtjes in huis

Zelfs met de beste ingrediënten ontkom je niet aan enige baklucht. Gelukkig zijn er genoeg manieren om te voorkomen dat die geur permanent blijft hangen.

Tip 6: Zet een aromadiffuser aan

Een geurkaars maskeert de lucht vaak alleen maar, waardoor je een weeïge mengeling krijgt van lavendel en hamburger. Een betere optie is een elektrische aromadiffuser (ook wel vernevelaar genoemd). Dit apparaat verspreidt via koude waterdamp een constante, frisse geur naar keuze door de kamer, zonder dat er verbranding aan te pas komt. Kies voor essentiële oliën die bekend staan om hun verfrissende werking, zoals citroengras, eucalyptus of dennen. De waterdamp helpt bovendien meteen tegen de droge lucht in huis als de verwarming hoog staat.

Tip 7: Laat de luchtreiniger draaien

Misschien heb je er al eentje staan, en anders is dit het moment: de luchtreiniger. Let er bij aanschaf op dat het apparaat een koolstoffilter heeft, want alleen HEPA is niet genoeg voor kookluchtjes. Een koolstoffilter absorbeert gassen en geuren. Zet het apparaat niet pas aan als je naar bed gaat, maar laat hem al draaien zodra het gourmetstel aangaat. Heb je een modern exemplaar met een app? Zet hem dan alvast op de hoogste stand voordat de eerste walm ontstaat.

Tip 8: Ventileer flink

Ramen openzetten klinkt logisch, maar doe het wel slim. Eén raampje op een kier doet weinig. Je hebt trek nodig. Zet aan weerszijden van de woning een raam of rooster open zodat de luchtstroom de damp direct meeneemt. Vind je het te koud worden? Zet de verwarming gerust tijdelijk wat hoger; de kosten daarvan wegen niet op tegen de stomerijkosten van je gordijnen. Plaats eventueel een simpele tafelventilator in de buurt van het gourmetstel (niet erop gericht, maar richting het open raam) om de rook een handje te helpen de juiste kant op te gaan.

Tip 9: Azijn & koffie

Het is een klassieker uit grootmoeders tijd, maar hij werkt nog steeds: azijn neutraliseert. Je kunt bakjes azijn neerzetten, maar voor het zware werk kun je na het eten beter even een pannetje water met een flinke scheut schoonmaakazijn op het fornuis koken. Laat de afzuigkap uit en laat de damp door de kamer trekken. Vind je de azijnlucht zelf te heftig? Gooi er dan wat citroenschillen, een kaneelstokje of kruidnagel bij. Zo ruikt je huis direct weer naar winterse gezelligheid in plaats van naar een snackbar. Wat ook kan, is koffie. Zet na het eten een paar schaaltjes met gemalen koffie (snelfiltermaling) in de woonkamer. De koffie neutraliseert de zware baklucht en vervangt deze door een neutraal, aards aroma. Voor een nog sterker effect kun je wat koffiebonen op een warme onderzetter leggen; door de restwarmte verspreiden ze een subtiele geur die de gourmetlucht naar de achtergrond verdrijft.

Tip 10: Maak meteen met schoon

Het is verleidelijk om na het eten uit te buiken op de bank en de ravage te laten voor wat het is. Doe het niet. Zolang het gourmetstel vet en warm in de kamer staat, blijft het geur verspreiden. Haal direct na het eten een stuk keukenrol over de plaat. Gebruik daarna een sopje van afwasmiddel en warm water om de plaat en de tafel (want ja, vetnevel komt overal) af te nemen. Geloof ons, door hier na het eten even een paar minuten tijd voor vrij te maken, bespaar je jezelf de volgende ochtend een hoop gourmetluchtfrustratie!

Er zijn weinig dingen zo gezellig als kerstverlichting. Maar laten we eerlijk zijn: elke avond achter de bank of onder de boom kruipen (🤬 naalden in je knieën) om de stekker eruit te trekken: kan dat niet handiger? Zeker wel: met een slimme stekker maak je in één klap je 'domme' lichtsnoeren slim.

Met een slimme stekker, ook wel smart plug genoemd, stuur je de kerstverlichting aan via je telefoon, stel je tijdschema's in of roep je simpelweg naar je slimme speaker dat de kerstboom aan moet. Maar waar moet je op letten bij de aanschaf en welke stekkers zijn nu echt handig voor die specifieke kerstsituatie? Wij leggen het uit.

Waar moet je op letten bij een slimme stekker voor kerst?

Niet elke slimme stekker is even geschikt voor de decembermaand. Het eerste waar je goed op moet letten is het formaat van de stekkerbehuizing. Kerstverlichting zit namelijk vaak met meerdere adapters en stekkers in één verdeeldoos. Veel oudere modellen slimme stekkers zijn vrij breed, waardoor ze onbedoeld de stopcontacten links en rechts ervan blokkeren. Zoek daarom specifiek naar een compact of smal ontwerp, zodat je geen kostbare stroompunten verliest rondom de kerstboom.

Daarnaast is de manier waarop de stekker verbinding maakt, het zogenaamde protocol, een belangrijke keuze. De meest laagdrempelige optie is een wifi-stekker. Deze werkt direct samen met je router zonder dat je extra kastjes nodig hebt, wat het ideaal maakt voor beginners. Heb je echter al slimme verlichting zoals Philips Hue of IKEA Tradfri, dan is een stekker met het Zigbee-protocol vaak slimmer. Deze stekkers vormen samen een eigen netwerkje, waardoor je wifi niet overbelast raakt als je veel lampjes ophangt. Tegenwoordig zie je ook steeds vaker 'Matter' op de verpakking staan; dit is de nieuwe standaard die garandeert dat de stekker moeiteloos samenwerkt met zowel Apple, Google als Amazon.

Vergeet ook de locatie van je verlichting niet. Wil je lampjes in de heg, aan de schutting of langs de gevel slim maken, gebruik dan nooit een binnenstekker. Voor buitengebruik is een model met een IP44-certificering nodig. Dat betekent dat de behuizing beschermd is tegen spatwater, zoals regen of opspattend water, en geschikt is voor normaal gebruik buitenshuis. Let wel op: IP44 is niet waterdicht. De stekker mag dus niet onder water liggen en ook niet langdurig in een plas staan. Een plek waar water kan blijven staan, bijvoorbeeld op de grond zonder goede afwatering, is daarom minder geschikt. Je kunt dan beter een stekker met IP65 of hoger kiezen.

Tot slot kan een slimme stekker waarbij je het energieverbruik kunt aflezen in de app (zoals de TP-Link Tapo P115)  een fijne extra optie zijn. Zeker oudere kerstverlichting kan ongemerkt veel stroom verbruiken. Een stekker die het verbruik meet, geeft je inzicht en helpt je grip te houden op de energierekening in december.

©ID.nl

Lees ook: Kerstsfeer in huis? Dit kun je allemaal met Philips Hue

Zo stel je het perfecte tijdschema in

Het grote voordeel van een slimme stekker is dat je hem één keer instelt en er vervolgens niet meer naar om hoeft te kijken. Maar wat is nu een handig schema? Wij raden aan om te werken met een schema dat gebaseerd is op jouw leefritme én de stand van de zon.

Een ideaal weekschema voor werkende mensen begint vaak 's ochtends vroeg. Stel de stekker zo in dat de kerstverlichting rond 06:30 of 07:00 uur aangaat. Er is niets fijner dan opstaan in een donker huis waar de kerstboom al gezellig staat te branden. Laat de verlichting automatisch weer uitgaan rond 09:00 uur, wanneer je naar je werk vertrekt of het daglicht fel genoeg is.

Voor de avondinstelling is de 'zonsondergang-functie' (astro-timer) de beste optie. Bijna elke app van slimme stekkers heeft deze functie. Hiermee gaan de lampjes automatisch aan zodra het buiten donker wordt, wat in december al rond 16:30 uur kan zijn. Zo kom je nooit thuis in een donker huis. Stel als eindtijd een vast moment in waarop je meestal naar bed gaat, bijvoorbeeld 23:30 uur. Zo voorkom je dat de boom de hele nacht stroom staat te verbruiken voor de kat of de inbrekers. Heb je vakantie? Gebruik dan een aangepast schema. Laat de verlichting bijvoorbeeld pas om 09:30 uur aanspringen (lekker uitslapen!), zet hem uit tussen 11:30 en 16:00 uur (wanneer je veel daglicht hebt), laat hem daarna weer aanspringen en stel in dat alles weer uitgaat wanneer jij naar bed gaat.

FAQ: Kan ik mijn kerstboom laten knipperen op Spotify-muziek?

Een veelgestelde vraag is of je met een slimme stekker je kerstverlichting kunt laten meebewegen op de maat van je favoriete kerstplaylist op Spotify. Het korte antwoord is: nee, dat is met een slimme stekker helaas niet mogelijk en zelfs af te raden.

Een slimme stekker is namelijk een mechanische schakelaar. Als je die heel snel achter elkaar aan en uit zou laten gaan om een 'disco-effect' te creëren, hoor je de stekker niet alleen constant klikken, maar zal hij door de slijtage ook binnen de kortste keren kapotgaan. Bovendien zit er vaak een kleine vertraging op het wifi-signaal, waardoor het licht nooit strak in de maat zou lopen.

Wil je toch een lichtshow op 'All I Want for Christmas is You'? Dan heb je geen slimme stekker nodig, maar slimme verlichting. Kijk hiervoor bijvoorbeeld naar de speciale kerstverlichting van het merk Twinkly of de Festavia-snoeren van Philips Hue. Deze systemen zijn digitaal en kunnen via hun app (en een koppeling met Spotify of de microfoon van je telefoon) wél vloeiend van kleur veranderen en knipperen op de beat, zonder dat er iets slijt. Gebruik de slimme stekker dus puur voor het aan- en uitzetten van je traditionele 'domme' verlichting.

Koopgids: 5 slimme stekkers voor je kerstverlichting

Philips Hue Smart Plug: voor iedereen die al slimme lampen van Philips Hue in huis heeft, is de Philips Hue Smart Plug veruit de meest logische keuze. Deze stekker integreert naadloos met je bestaande Hue Bridge en app. Het grote voordeel hiervan is dat je kerstboom direct onderdeel wordt van je lichtscènes. Als je via je slimme speaker het commando geeft om de 'Kerstsfeer' te activeren, gaat zowel je boom als je normale sfeerlicht in de juiste dimstand aan. Hij werkt via Zigbee, maar ondersteunt ook bluetooth voor directe aansturing.

Lees ook: Review Philips Hue Bridge Pro: dé bridge voor de toekomst

TP-Link Tapo P115: als je zoekt naar een betaalbare en zeer compacte oplossing, dan is de TP-Link Tapo P115 een goede kandidaat. TP-Link staat bekend om betrouwbare smarthome-producten voor een zachte prijs en dit model is zo klein ontworpen dat hij in een stekkerdoos geen andere stopcontacten blokkeert. De stekker werkt direct op je wifi-netwerk, dus je hebt geen extra hub nodig. Een prettige bijkomstigheid is dat dit kleine apparaatje ook nog eens nauwkeurig je stroomverbruik meet via de bijbehorende app.

Hombli Smart Outdoor Socket: wie lampjes wil in de voortuin of op het balkon, kan niet om de Hombli Smart Outdoor Socket heen. Hombli is een Nederlands merk dat bekendstaat om gebruiksvriendelijkheid en deze stekker is speciaal gebouwd voor buiten. Hij is robuust, heeft een IP44-classificatie en een stevig klepje dat het stopcontact beschermt tegen vocht en vuil. Via de app stel je eenvoudig in dat de buitenverlichting automatisch aangaat bij zonsondergang en weer uitgaat wanneer jij naar bed gaat.

Innr Smart Plug (SP 240): wil je wel gebruikmaken van het stabiele Zigbee-netwerk, bijvoorbeeld in combinatie met een Homey of Hue Bridge, maar vind je de originele Philips-stekker aan de prijzige kant? Dan is de Innr Smart Plug het perfecte alternatief. Innr specialiseert zich in producten die compatibel zijn met grote systemen, maar dan voor een lagere prijs. De SP 240 is slank vormgegeven en werkt in vrijwel alle gevallen vlekkeloos samen met je bestaande Zigbee-setup. Let er wel op dat deze stekker, wanneer gekoppeld via de Hue Bridge, niet zichtbaar is in Apple HomeKit.

Eve Energy: voor de Apple-gebruiker die zijn hele huis bedient via de Woning-app op de iPhone, is de Eve Energy de beste keuze. Deze robuuste stekker ondersteunt de moderne standaarden Matter en Thread. Dit zorgt ervoor dat het apparaat razendsnel reageert en het bereik van je smarthome-netwerk vergroot zonder je wifi te belasten. Handig: de app geeft uiterst gedetailleerde grafieken over je stroomverbruik en de geschatte kosten. 

©Philips