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.

Aangebrand eten, vibrerende pannen of ongelijke resultaten: wie net begint met koken op inductie kan tegen dit soort frustraties aan lopen. Gelukkig zijn ze makkelijk te voorkomen. Wij vertellen wat de meest gemaakte fouten zijn bij het koken op inductie én hoe je ze voorkomt.

Fout 1: Verkeerde pannen gebruiken

Een klassieke fout bij het koken op inductie is het gebruik van pannen die eigenlijk niet geschikt zijn voor dit type kookplaat. Inductie werkt via een magnetisch veld dat de bodem van de pan rechtstreeks verwarmt. Zijn jouw pannen niet magnetisch, dan is het gevolg een tragere opwarming, ongelijke garing en onnodig veel energieverbruik. Soms reageert een inductiekookplaat helemaal niet op gewone pannen.

Weet je niet zeker of jouw pannen geschikt zijn voor inductie? Doe dan de magneettest: pak een (koelkast)magneet en houd 'm tegen de bodem van de pan. Plakt de magneet stevig vast? Dan is de pan geschikt voor inductie. Glijdt de magneet weg of is de magnetische werking veel te zwak? Dan kun je beter niet koken met deze pan. 

Extra tip: als je nieuwe pannen voor je inductiekookplaat wilt kopen, let dan niet alleen op de magnetische werking. Ook de dikte van de bodem is belangrijk. Pannen met een bodem van minstens 4 à 5 mm dik verminderen de kans op aanbranden en trillen bij hoog vermogen. Kies daarnaast voor keukengerei van hout of siliconen; dat voorkomt krassen aan de onderkant van de pan. 

Fout 2: Kookzones niet goed benutten

Een inductiekookplaat werkt het best met pannen die qua formaat goed door de kookzone worden herkend. Zet je een pan neer die veel kleiner is dan de kookzone, dan kan het zijn dat de plaat hem niet detecteert of dat er minder vermogen beschikbaar is. Er gaat echter geen warmte verloren: alleen het deel van de pan dat binnen het magnetisch veld valt, wordt verwarmd. Een pan die juist groter is dan de kookzone kan leiden tot ongelijkmatige verhitting, omdat alleen het middendeel voldoende wordt opgewarmd. Let er daarnaast op dat de bodem van de pan vlak en schoon is, zodat het contact met het glasoppervlak optimaal blijft. Een kromgetrokken of vuile bodem kan de werking verstoren.

©vectorizer88 - stock.adobe.com

Fout 3: Te snel opwarmen

Inductie warmt veel sneller op dan gas. Daardoor zetten veel mensen het vermogen al snel te hoog, met als gevolg dat olie of eten kan aanbranden. Het is slimmer om op een lagere stand te beginnen en de temperatuur geleidelijk op te voeren, zeker bij bakken of sudderen. Voor water koken mag je gerust vol vermogen gebruiken, maar bij braden is dat vaak niet nodig. Merk je dat je pan gaat trillen of de kookplaat een zoemend geluid maakt, dan staat hij waarschijnlijk te hoog. Gebruik bovendien olie of vet met een hoog rookpunt, zoals arachideolie, zonnebloemolie, kokosolie of geklaarde boter (ghee). Daarmee voorkom je dat het vet te snel verbrandt.

Fout 4: Boostfunctie te veel gebruiken 

Veel inductiekookplaten hebben een boostfunctie die het vermogen tijdelijk flink opschroeft. Ideaal om snel een pan met water aan de kook te brengen of grote hoeveelheden soep of pasta te verhitten. Voor delicate bereidingen is de booststand minder geschikt, omdat de pan dan zo heet wordt dat eten kan aanbranden of ongelijk gaart. Gebruik hem dus met beleid: handig als je snel kracht nodig hebt, maar niet bedoeld om continu op te koken.

Fout 5: Niet goed schoonmaken 

Vlekken en etensresten op je inductiekookplaat zijn niet alleen onhygiënisch, ze kunnen ook blijvende schade veroorzaken. Vooral suikers zijn verraderlijk: die kunnen bij verhitting het glasoppervlak aantasten. Ook verbrande resten laten vaak hardnekkige vlekken achter en kunnen het glas op den duur verkleuren of zelfs doen barsten. Maak de kookplaat daarom na gebruik altijd schoon. Gebruik een licht vochtige doek met een mild reinigingsmiddel, zoals een beetje afwasmiddel of een speciaal middel voor inductiekookplaten. Voor aangekoekte resten is een speciale kookplaatschraper handig. Vermijd schuurmiddelen en schuursponsjes, want die veroorzaken krassen en maken het glas dof.

Heb je het gevoel dat degene met wie je chat geen mens van vlees en bloed is? De AI-chatbots worden beter. Daarom worden ze ook volop ingezet bij klantenservices, maar ook oplichters maken er graag gebruik van. Als je niet zeker weet of je met een mens of een bot communiceert, dan zijn dit enkele veelzeggende signalen.

Heel veel organisaties plaatsen een chatvenster op hun website waar je terechtkunt met vragen, klachten en bestellingen. Toch geven de meeste klanten er de voorkeur aan om met een persoon te praten in plaats van met een AI-chatbot. Waarschijnlijk heb je tijdens zo’n chat ook al eens gefrustreerd moeten vaststellen dat je met een chatbot aan het praten bent. In de beste gevallen neemt de menselijke klantensupport het na een tijdje alsnog over. Er gaan daarom steeds meer stemmen op om de AI op een andere manier in te zetten voor een verbeterde menselijke klantenondersteuning. De interne medewerkers worden bijvoorbeeld uitgerust met AI-gedreven informatie.

De AI-chatbots die fraudeurs inzetten om geloofwaardige gesprekken te houden, gaan nog verder. De oplichters worden daarin ook steeds creatiever en assertiever. AI-gedreven oplichting is extreem gevaarlijk, omdat de reacties en schrijfstijl griezelig echt aanvoelen. Bovendien kunnen AI-tools je gegevens van sociale media verzamelen om op maat gemaakte oplichting te creëren. Oplichters doen een beroep op AI om nepprofielen te maken op datingsites en apps. Ze creëren aantrekkelijke foto’s en gebruiken automatische chats om een band met je op te bouwen. Nadat ze je vertrouwen hebben gewonnen, hangen ze een dramatisch verhaal op en vragen je om geld of hulp. Met de volgende negen tips kun je zulke chatbots herkennen, maar maak je geen illusies: het wordt steeds moeilijker om AI te ontmaskeren.

1 Let op vertraging

Een chatbot verraadt zich onmiddellijk als hij razendsnel en heel uitvoerig reageert. Geen mens leest en interpreteert een vraag, bedenkt een antwoord en typt acht regels tekst in drie seconden Dat weten oplichters ook en daarom zorgen ze in hun scripts voor een vertraging. Let dus op de reactietijd. AI-reacties volgen doorgaans direct of hebben een consistente vertraging, terwijl mensen op de ene vraag langer moeten nadenken dan over de andere.

De meeste bots gebruiken een vaste vertraging, onafhankelijk van de lengte van hun antwoord. Soms kan een simpele reactie als ‘Hallo’ of ‘Bedankt’ tien tot vijftien seconden duren voordat dit op het scherm komt. Merk je zo’n consistente vertraging op, ongeacht de lengte van de tekst, dan kan het gaan om een bot.

Een andere veelgebruikte methode om een mens te imiteren, is een vertraging die is ingesteld op het aantal woorden in het antwoord. Bijvoorbeeld: drie seconden voor korte antwoorden, acht seconden voor gemiddelde antwoorden enzovoort. Probeer de antwoordtiming voor de verschillende lengte van antwoorden vast te leggen om na te gaan of er enige consistentie is.

In drie seconden stond dit antwoord op het scherm, duidelijk een chatbot.

2 Vraag naar de huidige datum

Het klinkt gek, want waarom zou een mens je de huidige datum vertellen? Bots daarentegen beantwoorden elke vraag, zelfs als ze het antwoord niet weten. AI-hallucinatie is de term die we gebruiken voor een antwoord dat niet gebaseerd is op de werkelijkheid. Gek genoeg slaan chatbots bij deze simpele vraag de bal compleet mis. Dat komt doordat de bots die gebruikt worden voor oplichting in tegenstelling tot ChatGPT of Gemini geen toegang hebben tot gegevens die voortdurend worden bijgewerkt. Dat betekent dat ze geen flauw idee hebben welke dag het vandaag is. Als je dit vraagt, is het mogelijk dat ze een datum geven die minstens een paar maanden oud is. Als het geen bot, maar toch een mens is, dan zal die op zijn minst polsen waarom je die vraag stelt, voordat hij je het juiste antwoord geeft.

Ehm, we zijn toch echt meer dan twee jaar verder in de tijd …

3 Gebruik een andere taal

De meeste bots die zich zoals mensen moeten gedragen zijn niet afgestemd op één bepaalde taal. Als je met ze praat in het Engels en plots overschakelt naar het Nederlands of IJslands zullen ze je begrijpen en zelfs in de nieuwe taal antwoorden. Als je geen andere taal kent, kun je gebruikmaken van een online vertaler. Om er zeker van te zijn dat je te maken hebt met AI, schakel je een paar keer over naar verschillende talen.

Vreemd, de andere kant spreekt net zo vlot Nederlands als IJslands.

4 Test de beschikbaarheid

AI-chatbots zijn in staat om 24/7 oplichting uit te voeren en kunnen zich op duizenden mensen tegelijk richten. Op sociale media circuleren nepprofielen die behoorlijk overtuigend zijn, maar ze zijn meestal veel te actief in vergelijking met normale mensen. Als je vermoedt dat je bevriend bent geraakt met een AI-bot, dan krijg je zekerheid door zijn beschikbaarheid te testen. Probeer dus op vreemde tijden, zoals midden in de nacht, met dit contact te praten. Als die altijd snel antwoordt, dan weet je hoe laat het is.

Deze is ten minste eerlijk.

5 Wantrouw externe links

Een tactiek die vaak wordt gebruikt, is dat degene waarmee je chat je links stuurt naar andere websites. Net zoals bij e-mail ga je natuurlijk niet lichtzinnig op zo’n link klikken. Je kunt immers op een phishingsite of andere kwaadaardige website terechtkomen waar je software op je systeem downloadt die je veiligheid in gevaar brengt. Controleer eventueel met externe hulpmiddelen of deze links veilig zijn.

Wees extra wantrouwig als een chatbot je naar een link verwijst.

6 Doe iets onverwachts

Een truc die vaak uitsluitsel geeft, is het maken van een onverwachte, zelfs van de pot gerukte opmerking. Vraag hen dus iets onzinnigs of irrelevants. Terwijl je aan het chatten bent, gooi je er bijvoorbeeld een van deze quotes tussen: “Ik denk dat het heel belangrijk is om te luisteren naar wat onze moeders en vaders ons vertellen te doen, en al onze melk op te drinken en al onze groenten op te eten. Vind je ook niet? ” of “Kun je mij een antwoord geven dat niet droger is dan de Sahara en ondraaglijk voorspelbaar?” “Waarom zeggen ze: ‘Drie is gezellig, maar vier is te veel?’” Je brengt een AI-bot hiermee niet van zijn stuk. De AI-bot zal in het eerste voorbeeld zelfs uitweiden over het belang van gehoorzaamheid aan je ouders. Echte mensen zullen verward reageren met iets in de aard van: “Hè?! Wat is dit?”

Wanneer de ander op zo’n onzinnige quote reageert, weet je dat het om een chatbot gaat.

7 Vermijd de fuik

AI-bots van oplichters worden geprogrammeerd om je steeds naar een bepaald onderwerp te leiden. Ze proberen je naar een bepaald internetadres te sturen of ze proberen je bijvoorbeeld te overtuigen om te investeren in cryptomunten. Wanneer je merkt dat ze zo’n uitgesproken interesse hebben in een specifiek onderwerp, dan vermijd je dat thema en verander je telkens van onderwerp. Als het gaat om een AI-bot dan zal hij je steeds proberen terug te brengen naar het interessegebied waarvoor hij geprogrammeerd is. Een mens begrijpt wel dat je geen interesse hebt en gaat verder.

©Supatman - stock.adobe.com

Malafide chatbots proberen je telkens in een bepaalde richting te sturen.

8 Vraag om een mening

Een chatbot heeft geen eigen mening. Bij controversiële onderwerpen zal hij steeds het antwoord in het midden proberen te houden. Stel een vragen als: “Vind je Donald Trump een narcistische president?”, “Moeten dieetpillen verboden worden?”, “Moeten scholen uitgebreide seksuele voorlichting geven?” of “Is klimaatverandering een serieus probleem dat dringende actie vereist, of is het overdreven?”. Je zult dan nooit een ja of nee krijgen. De chatbot ontwijkt de vraag of geeft een neutraal antwoord waardoor je niet weet of de AI voor of tegen het onderwerp is.

Een chatbot neemt nooit een expliciet standpunt in.

9 Doorprik de logica

Een AI-bot die met het internet is verbonden, kan vrijwel alle data benaderen. Probeer de logica te doorprikken met een uitdagende vraag waarvan het antwoord niet in een toegankelijke database zit. Een truc die vrijwel (voorlopig) altijd werkt, is vragen hoeveel een bepaalde letter in een onbestaand woord voorkomt. Stel bijvoorbeeld de vraag: “Hoeveel keer komt de letter t voor in het woord ‘eeooeotetto’.” De antwoorden die wij kregen waren: 2, 4 en 5.

De bot kan geen bepaalde letters tellen van een onbestaand woord.