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.

Een wasbaar dekbed klinkt ideaal: nooit meer worstelen met een overtrek, gewoon alles in één keer in de wasmachine. Maar hoe vaak moet dat eigenlijk gebeuren? Elke week, of is dat overdreven? Het antwoord hangt af van een aantal factoren. In dit artikel lees je er meer over.

Lees ook: Wasbaar dekbed: handig of juist niet?

Bij een traditioneel dekbed vangt de losse hoes het meeste zweet en andere viezigheid op, maar bij een wasbaar dekbed vormt de buitenlaag (de tijk) samen met de vulling één geheel. Daardoor kan vuil dat normaal in de overtrek blijft sneller in het dekbed zelf trekken, wat regelmatig wassen extra belangrijk maakt.

Tegelijk is dat precies waarom zo’n dekbed in de praktijk vaak juist hygiënischer is: je doet telkens het hele dekbed, inclusief vulling, in de was. Heb je een traditioneel dekbed met een aparte hoes, dan was je die dekbedhoes waarschijnlijk eens per week of twee weken. Het dekbed zelf was je waarschijnlijk een stuk minder vaak. Dus per saldo is een dekbed zonder overtrek dus hygiënischer. Mits je het dus regelmatig wast…

Hoe vaak is regelmatig wassen?

Voor de meeste mensen volstaat het om dit dekbed eens in de één à twee weken in de wasmachine te stoppen. Slaap je in je eentje en zweet je weinig, dan kun je die twee weken aanhouden. Heb je het snel warm, deel je het bed met iemand (of een huisdier) of heb je last van allergieën, dan is wekelijks wassen beter. Zo blijft niet alleen de buitenkant schoon, maar ook de binnenkant van het dekbed.

Het is wel belangrijk dat je dat wassen op de juiste manier doet. Wasbare dekbedden kunnen best wat hebben, maar te veel draaien in de trommel kan de vezels beschadigen. Gebruik daarom een mild vloeibaar wasmiddel en sla de wasverzachter over. Zorg ook dat het dekbed genoeg ruimte heeft in de machine. Wanneer je echt moet proppen om hem erin te krijgen, schuurt de stof tegen de trommelwand en slijt het sneller.

©ID.nl

Wanneer moet je een dekbed zonder losse hoes vaker wassen?

Soms is een extra wasbeurt nodig. Ben je ziek geweest of heb je koorts gehad? Na ziekte of koorts is het verstandig het dekbed meteen te wassen op minimaal 40 graden. Kijk op het etiket om te zien of je misschien zelfs op 60 graden kunt wassen. Eet je weleens in bed en mors je koffie, thee of iets anders? Of heb je een bloedneus of een wondje? Ook dan is een extra wasbeurt geen overbodige luxe. Tot slot is het voor jezelf prettig om het dekbed in de zomer echt minimaal 1x per week te wassen. Je zweet dan nu eenmaal meer, en de nachten kunnen broeierig zijn.

Wasbaar dekbed drogen

Wil je een traditioneel dekbed drogen, dan duurt dat vaak uren. Maar omdat de vulling van wasbare dekbedden bestaat uit synthetische holle vezels, is de droogtijd een stuk korter. Kijk wel goed op het wasetiket hoe heet de droger mag staan; je kunt een iets langer programma kiezen op een lagere temperatuur dan een superkort programma dat eigenlijk te heet staat. Dat is voor een synthetische vulling niet goed.

Wasbaar dekbed? 1x per week of twee weken in de was!

Zoals je ziet valt het onderhoud eigenlijk reuze mee. Door een wasbaar dekbed wekelijks of om de week te wassen en goed te laten drogen, blijft je bed schoon en fris. Vaker is alleen in een enkel uitzonderingsgeval nodig. Al met al is het dus niet zo veel werk als je misschien denkt!

De werknemers van Sandfall Interactive, de ontwikkelaar van de vorig jaar uitgekomen game Clair Obscur: Expedition 33, zijn geridderd in Frankrijk.

De 28 Franse ontwikkelaars hebben afgelopen week de hoogst mogelijk culturele onderscheiding in Frankrijk ontvangen. Het gaat om de Orde van Kunst en Letteren. Dit vanwege hun werk aan Clair Obscur: Expedition 33.

De Franse minister van Cultuur, Rachida Dati, ridderde de werknemers. In Frankrijk worden elk jaar maximaal tweehonderd mensen geridderd voor de Orde van Kunst en Letteren. Mensen die geridderd worden moeten een significante bijdrage hebben geleverd aan de verrijking van de culturele erfgoed van het land. Eerdere mensen uit de game-industrie die ook zijn geridderd in Frankrijk, zijn Rayman-bedenker Michel Ancel en Mario-bedenker Shigeru Miyamoto.

Over Clair Obscur: Expedition 33

Clair Obscur: Expedition 33 kwam afgelopen voorjaar uit voor PlayStation 5, Xbox Series-consoles en pc. De game van Sandfall Interactive combineert traditionele turn-based rpg-gameplay met een flitsende, moderne presentatie.

In de game leeft de mensheid in een maatschappij waarin een entiteit genaamd de Paintress elk jaar de wereld opnieuw schildert. Daarbij plaatst ze een vervloekt cijfer, waardoor iedereen die de leeftijd heeft gelijk aan dat cijfer verdwijnt. In de game is het de beurt aan drieëndertigjarigen, maar een team geleid door Gustave probeert dit tegen te gaan.

Clair Obscur: Expedition 33 bleek een groot succes: het spel werd miljoenen keren verkocht en won de award voor game van het jaar tijdens The Game Awards eind vorig jaar. Dat is des te indrukwekkender wetende dat het om de debuutgame van Sandfall Interactive gaat.