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.

Fable, de nieuwe adventuregame van Playground Games,verschijnt aankomend najaar op Xbox Series-consoles, PlayStation 5 en pc. Dat werd vanavond tijdens de Xbox Developer Direct aangekondigd.

Het was al bekend dat de game naar Xbox en pc kwam, maar nu is dus ook duidelijk dat het spel op release ook voor PlayStation 5 beschikbaar zal zijn. Daarbij weten we nu dus dat Fable ergens aankomend najaar verschijnt. Gedurende de presentatie werd uitgebreid ingegaan op de game, waarbij ook gameplay werd getoond. Hieronder zijn zowel een korte teaser trailer als de complete presentatie te zien - in die presentatie vallen veel meer beelden van de game te zien.

Een eigen held in een grootse wereld

Spelers beginnen de game als een kind in een rustig dorpje. Al snel komen spelers er achter dat ze uit kunnen groeien tot held in het land van Albion. In de beelden zijn magische bossen, drukke dorpjes, complete steden die rondom kastelen zijn gebouwd en andere prachtige omgevingen te zien. De game heeft voor het eerst in de reeks echt een open spelwereld en spelers kunnen dan ook gaan en staan waar ze maar willen.

Spelers bepalen daarbij zelf wat voor soort held ze worden. Men bepaalt het uiterlijk van het personage, de kleding die men draagt en wat het personage zoal doet in het spel. Er zijn zwaarden, men kan magie gebruiken of juist met pijl en boog aan de slag gaan. Daarbij keren er diverse vijanden uit de vorige games terug, waaronder trollen en skeletten. Natuurlijk zijn er ook nieuwe vijanden, waaronder de Cockatrice - een grote, monsterlijke kip.

Net als in de oude games kunnen spelers zich ook vermaken met allerlei randzaken buiten het hoofdavontuur. Denk aan het kopen van een huis - of élk huis - of het vinden van een partner en met ze op date gaan. Het is ook mogelijk om meerdere partners te hebben, of juist te scheiden.

Er zijn meer dan duizend inwoners van Albion, en elk heeft een eigen rol in deze wereld, en een eigen routine. Elk personage is aanspreekbaar - inclusief ingesproken stemmen. Daarbij hebben de acties van spelers ook een groot effect op de andere personages: zo kan de speler een huisbaas worden en die verhuren, of andere inwoners zelfs op straat gooien. Spelers bouwen gedurende het spel een reputatie op, en alle inwoners reageren daar op hun eigen manier op.

Als voorbeeld werd een missie getoond rondom een inwoner - gespeeld door Britse komediant Richard Ayoade - die een middeltje uitvindt om uit te groeien tot een reus. Als spelers er voor kiezen deze reus te doden, blijft het dode lichaam van dit personage op een heuvel liggen, wat volgens de ontwikkelaars de huizenprijzen van het nabijgelegen dorpje beïnvloedt. Op Xbox Wire valt meer informatie over de game te lezen.

Het ontstaan van Fable

De Fable-franchise ontstond op de eerste Xbox-console en werd ontwikkeld door Lionhead Games, dat onder leiding stond van Peter Molyneux – ook bekend van Black & White. Deze adventure-rpg die zich afspeelde in een middeleeuwse fantasiewereld genaamd Albion – gebaseerd op Groot-Brittannië – had als unieke insteek dat spelers zelf bepaalden of ze goede of slechte daden verrichten, en het uiterlijk van het hoofdpersonage veranderde afhankelijk van deze keuzes. Spelers konden zo een koene ridder of een duivelse crimineel worden.

Ook uniek aan de game was dat spelers een levenspartner konden vinden en daarmee zelfs een kind konden krijgen. Daarnaast was een belangrijk onderdeel van het origineel en de diverse vervolgen die zijn verschenen de typisch Britse, droge humor. De Fable-reeks heeft al jaren geen nieuw deel gekregen, tot het aankomende nieuwe deel.

De nieuwe Fable

De nieuwe Fable is al een aantal jaar in ontwikkeling bij Playground Games, tevens de ontwikkelaar van de Forza Horizon-reeks. Deze reboot moet de unieke aspecten van de franchise behouden, maar een nieuwe generatie gamers er kennis mee laten maken, terwijl de hoogstaande graphics van moderne consoles en pc voor een veel gedetailleerdere spelwereld zorgen.

Forza Horizon 6 komt op 19 mei uit, zo werd vanavond tijdens de Xbox Developer Direct bevestigd. Ook werden er nieuwe beelden van de game getoond, waaronder de eerste gameplaybeelden.

Een selectie aan gameplaybeelden is hieronder te zien in de officiële teaser trailer. Tijdens de livestream, die ook hieronder te vinden is, werd nog veel meer informatie gegeven over het aankomende nieuwe deel in de populaire racefranchise.

Racen in Japan

Zoals eerder al bekend werd gemaakt, speelt de game zich af in Japan. De spelwereld zit vol met prachtige landschappen, waarbij klassieke natuur met moderne stedelijke omgevingen wordt gecombineerd.

Spelers arriveren in de virtuele versie van dit land als toerist, en werken zich langzaam maar zeker omhoog in de racewereld door mee te doen aan festivals. Nieuw zijn 'Horizon Rush'-evenementen waarbij spelers hun skills tonen op obstakelcourses.

Natuurlijk mogen auto's niet ontbreken in de game. Er zitten meer dan 550 wagens in de game op release. Elke wagen reageert zo realistisch mogelijk op de weg en het weer. Naast klassieke wagens zijn ook de nieuwste auto's in het spel te vinden, waaronder de GR GT.

Er zijn verschillende aanpasbare garages te vinden in de spelwereld. Spelers bepalen zelf het uiterlijk van deze garages en kunnen hier hun auto's showen. Daarnaast is er de Estate, een uitgebreid landschap waar spelers gedurende het spel hun eigen thuishaven kunnen opbouwen. Meer informatie over de game is in dit artikel op Xbox Wire te vinden.

Forza Horizon 6-releasedatum en platforms

De releasedatum lekte onlangs al via een te vroeg gepubliceerde advertentie, maar is nu dus bevestigd. Op 19 mei komen zowel de standaard editie als een deluxe editie uit. Mensen die de laatstgenoemde editie aanschaffen, ontvangen op 15 mei al toegang tot de game. De standaard editie gaat 69,99 euro kosten.

De game komt op de bovengenoemde datum uit voor Xbox Series-consoles en pc, en later dit jaar ook voor PlayStation 5. Xbox geeft steeds vaker zijn games uit op consoles van concurrerende platforms, en Forza Horizon 6 vormt daar geen uitzondering op.

De Forza Horizon-reeks

In de Forza Horizon-games kunnen spelers naar hartenlust rondscheuren in mooie bolides. De games spelen zich af in open werelden, waarbij men de mogelijkheid heeft om aan diverse racefestivals mee te doen. Het betreft een subreeks van Forza Motorsport – dat zijn serieuzere racegames ten opzichte van de wat speelsere Horizon-titels. De populariteit van de Horizon-subreeks is die van Forza Motorsport inmiddels voorbijgestreefd.

De ontwikkelaar van de Forza Horizon-reeks is Playground Games. Zij werken ook aan de nieuwe Fable, die vandaag ook tijdens de Xbox Developer Direct werd getoond.