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.

De Huawei Freeclip 2 is een opmerkelijke set oordopjes. Niet alleen omdat je ze om je oren draagt, alsof het oorbellen met clipjes zijn, maar omdat er een bijzonder verrassend geluid uit komt, ondanks dat compacte formaat. Het grootste minpunt? De prijs…

Het kan zijn dat het ontwerp van de Huawei Freeclip 2 je nog niet bekend voorkomt. Toch bestaat dit soort oordopjes al een tijdje. Niet alleen in de vorm van de voorganger van dit model; Motorola heeft bijvoorbeeld de Buds Loop, terwijl JBL eerder de Soundgear Clips aankondigde. Desondanks geniet de productcategorie nog weinig populariteit. Waarschijnlijk vanwege de iets minder audiokwaliteit en iets hogere aanschafprijs in vergelijking met 'normale' oortjes.

De Huawei Freeclip 2 valt (net als zijn soortgenoten) onder de categorie open-ear-oordopjes (en subcategorie C-bridge). Dat betekent dat ze niet ín je oren gaan, maar net boven de gehoorgang hangen en de muziek als het ware de opening in blazen. Daardoor blijf je goed in contact met je directe omgeving terwijl je naar je eigen muziek luistert, en anderen hebben daar weinig last van: er lekt soms wat geluid weg, maar meestal zo zacht dat het nauwelijks stoort.

©Wesley Akkerman

Verbeteringen Huawei Freeclip 2

Mocht je al weg bekend zijn met de Huawei Freeclip, dan is het goed om even kort te verbeteringen te bespreken. Deze set beschikt bijvoorbeeld over adaptieve audio, waardoor hij het volumeniveau aan de omgevingsgeluiden kan aanpassen. Daarnaast kun je de hardware bedienen met zowel tik- als veegbewegingen. De batterijen houden het één uur langer vol (nu negen uur) en het oplaadhoesje gaat twee uur langer mee (nu in totaal 38 uur).

Ook mooi meegenomen: de oorhangers wegen ongeveer elf procent minder dan de eerste variant, terwijl Huawei niet inleverde op audiokwaliteit. Sterker nog: die is er op vooruitgegaan. Muziek klinkt over het algemeen helder en fris en als je binnen de bijbehorende app de equalizer gebruikt, ook nog eens warm en omhelzend. De bas kan soms wat scherp klinken en er treedt enige vervorming op na het gebruik van die equalizer, maar dit valt allemaal binnen de verwachting.

©Wesley Akkerman

De afweging maken

Je kunt van een set open-ear-dopjes namelijk niet dezelfde audiokwaliteit verwachten als van oordoppen die daadwerkelijk je gehoorgang ingaan en de boel netjes afsluiten. Desondanks zijn we onder de indruk van de audiokwaliteit. Je favoriete tunes klinken aangenaam en vertrouwd; een groter compliment kunnen we open-ear-setjes niet geven. Onze ervaringen met andere merken dopjes laten qua audio nog wel eens wat te wensen over, maar hier vallen veel negatieve ervaringen weg.

Zoals gezegd klinkt de audio niet perfect. Je mist soms wat detail en ook de bredere soundstage die je krijgt met oordoppen die je afsluiten van de wereld. De vraag is alleen: maakt dat in de praktijk veel uit? Meestal niet, want met open-ear-modellen kies je bewust voor die balans. Je levert iets in op geluidskwaliteit, maar je blijft je omgeving horen. Daardoor lenen dit soort sets zich perfect lenen voor bijvoorbeeld fietsers en wanneer je in de sportschool bent: momenten waarop je niet helemaal afgesloten wilt zijn van de buitenwereld.

©Wesley Akkerman

Draagcomfort is top, bediening laat steken vallen

Verder zitten de Huawei FreeClip 2-oortjes opvallend prettig. Je hangt ze als het ware aan je oor en schuift ze daarna simpelweg naar de plek die voor jou goed voelt. Zitten ze hoger fijner, dan zet je ze iets omhoog. Liever wat lager, dan laat je ze wat meer zakken. Fijn is ook dat ze bij de meeste oorbellen niet in de weg zitten, dus je hebt best veel speelruimte voor de pasvorm. En als leuke extra: ze vallen op als een soort sieraad – je oogt meteen wat modieuzer met deze dingen.

Dat gezegd hebbende zijn we minder te spreken over de fysieke bediening. Het is fijn dat je kunt vegen en tikken, maar juist dat tikken op de dunne rand (de C-brug) werkt minder betrouwbaar dan je hoopt. Eén tik doet gelukkig niets, want die maak je soms al per ongeluk. Alleen: als je wél bewust een tik- of drukbeweging probeert te doen, pakt de brug dat lang niet altijd. Of je nu net te zacht drukt of net niet snel genoeg bent, het resultaat is hetzelfde: we grepen uiteindelijk toch steeds naar onze smartphone om te pauzeren, te skippen of het volume aan te passen.

Daarnaast helpt het ook niet dat je voor Huawei-producten apps moet downloaden die niet gewoon in de Google Play Store staan. Je moet eerst AppGallery van Huawei downloaden en vervolgens AI Life installeren. Android geeft zelfs een flinke waarschuwing en dat voelt niet bepaald geruststellend. Ga je toch door, dan krijg je wel een overzichtelijke manier om de Huawei FreeClip 2 te beheren. Aan de app zelf ligt het dus niet.

Huawei Freeclip 2 kopen?

Met een prijskaartje van pakweg 200 euro moet je diep in de buidel tasten voor de Huawei Freeclip 2. Maar daar krijg je dan ook wel de meest comfortabele open-ear-oordoppen van dit moment voor terug. Koppel dat aan een warme en vertrouwde audiobeleving en je houdt een set over die in deze categorie zijn weerga niet kent. Het gedoe met de app en de bediening is vervelend, zeker op dit prijspunt, dus hopelijk doet de fabrikant daar nog iets mee.

Microsoft heeft de Xbox Game Pass-titels van de komende wekend aangekondigd. Onder de games die naar de dienst komen valt ook Death Stranding: Director's Cut, die sinds vandaag op Game Pass staat.

De nieuwe Xbox Game Pass-toevoegingen werd via Xbox Wire aangekondigd. Daar valt ook meer informatie over de verschillende games die naar de abonnementsdienst komen te lezen.

Death Stranding

De Director's Cut van Death Stranding is daarbij een van de meest opvallende toevoegingen. Het spel van Hideo Kojima kwam in eerste instantie alleen op PlayStation-consoles uit, maar kwam daarna ook naar Xbox. Kojima bedacht hiervoor de Metal Gear-reeks en staat bekend om zijn vaak duizelingwekkende concepten en haast onnavolgbare verhalen in zijn games. Inmiddels is ook een vervolg op Death Stranding uitgekomen op PlayStation 5, maar die is nog niet op andere platforms beschikbaar.

In Death Stranding maken we kennis met een Amerika dat uit elkaar is gevallen doordat de grens tussen deze wereld en het dodenrijk vervaagt. De wereld wordt geteisterd door unieke regenbuien die niet alleen levende wezens en materialen in extreem snel tempo verouderen, maar ook een soort geesten (BT's) laten verschijnen. Als gevolg hiervan is de samenleving in de VS uit elkaar gevallen en zijn de overgebleven steden afgesloten, vaak ondergrondse forten die geen contact met elkaar hebben.

Spelers besturen Sam Porter Bridges - gespeeld door The Walking Dead-ster Norman Reedus - die door Amerika trekt en pakketjes tussen de verschillende vestigingen vervoert. Ondertussen probeert hij de steden aan een netwerk te verbinden, zodat de samenleving langzaam maar zeker weer in contact met elkaar komt en materialen kunnen uitwisselen via het netwerk. Sam heeft daarnaast de unieke eigenschap de hierboven genoemde BT's te zien. Hij weet zelfs wanneer hij ze nadert doordat hij een speciale baby bij zich draagt met soortgelijke paranormale gaven.

De Xbox Games Pass-toevoegingen

Hieronder zijn alle toevoegingen aan Xbox Game Pass van de komende weken te zien.

Deze games verdwijnen op 31 januari van Xbox Game Pass: