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.

Moet je regelmatig e-mail verzenden naar meerdere contacten, dan win je veel tijd door in Outlook met contactgroepen te werken. Hierdoor hoef je niet telkens de namen van de afzonderlijke ontvangers typen. Bovendien loop je op die manier nooit het risico dat je iemand per ongeluk vergeet.

Toevoegen aan contactpersonen

Met een e-mailgroep kun je bijvoorbeeld de volledige leesclub, de collega’s van de afdeling, of een vriendengroep bundelen. Zo’n mailgroep is ook superhandig voor wie regelmatig een nieuwsbrief verstuurt.

Zorg eerst dat de mensen die deel zullen uitmaken van de e-mailgroep in de lijst Contactpersonen van je mailprogramma staan. Dat kun je bijvoorbeeld doen door een e-mail te openen waarin het e-mailadres van deze persoon staat. Klik met de rechtermuisknop op dit e-mailadres. Hierdoor opent de fiche van deze persoon. Onder de naam van deze persoon klik je op de drie puntjes en dan selecteer je Toevoegen aan contactpersonen.

Voeg het e-mailadres toe aan de lijst met contactpersonen.

Groep samenstellen

Daarna kun je een groep maken. Klik op het pictogram Groepen in de linkerkolom van Outlook. Linksboven zie je de knop Nieuwe e-mail, maar als je op het pijltje daarnaast klikt, kun je Nieuwe groep selecteren. In de pop-up geef je deze groep een duidelijke naam. Bij Beschrijving vul je het doel van de groep in. De groepsleden zullen een e-mail ontvangen waarin dit aan hen wordt meegedeeld. Daarna klik je op de blauwe knop Maken. In de volgende stap kun je de leden van de groep toevoegen. Aan de linkerkant bij Groepen verschijnen alle groepen die je op die manier hebt aangemaakt. Om extra leden toe te voegen selecteer je eerst de groep en daarna klik je op Leden toevoegen. Dat kan door het e-mailadres in te typen.

Je kunt eindeloos veel leden aan een groep toevoegen.

E-mail sturen naar de groep

Om vanuit naar een groep in één keer een e-mail te versturen naar alle leden, selecteer je de betreffende groep aan de linkerkant en klik je rechtsboven op de knop E-mail verzenden. In het Aan-vak zal automatisch de naam van de groep verschijnen. Je kunt de muisaanwijzer boven de groepsnaam houden en even wachten; dan verschijnen de beschrijving van de groep en de namen van de leden.

Een groep verwijder je door met rechts op de naam van de mailgroep te klikken en te kiezen voor Verwijderen. Links in het menu onder Verwijderd staan alle verwijderde items. Hier kun je later de mailgroep nog uit terughalen.

Hou de muisaanwijzer boven de groepsnaam, dan verschijnen de details.

Samsung Electronics heeft een nieuwe wasmachine en droger uitgebracht, de Bespoke AI Laundry met AI Home. Deze apparaten zijn voorzien van 7-inch displays en Bespoke-design.

De nieuwe Bespoke AI Laundry-producten zijn uitgerust met AI Home-displays, wat past binnen de 'Screens Everywhere'-visie die Samsung eerder dit jaar op CES presenteerde. Deze displays bieden niet alleen een intuïtieve bediening, maar houden ook essentiële informatie bij zoals wasprogramma's en resterende wasmiddelniveaus. De apparaten kunnen gebruikersgewoonten onthouden en houden rekening met seizoensgebonden behoeften, waardoor ze passende programma's kunnen voorstellen. De AI Home functioneert tevens als centrale hub voor het bedienen van aangesloten apparaten, terwijl gebruikers tegelijkertijd online content kunnen bekijken.

De Bespoke AI-set bestaat uit een wasmachine en droger die gebruik maken van AI-algoritmes en sensoren voor optimale werking en energiezuinigheid. De functies AI Wash en AI Dry zijn verbeterd naar AI Wash+ en AI Dry+, met verbeterde textieldetectie voor efficiënter wassen en drogen van verschillende soorten textiel. 

Samsung brengt ook een was-droogcombinatiemodel met hoge capaciteit uit, bedoeld voor gebruikers die een compact, alles-in-één apparaat zoeken. Deze combineert functies zoals AI Home, AI Wash+ en AI Ecobubble, en droogt kleding via condensatie.

9 Kilo-variant

In Europa komt een wasmachine en droger met 9kg capaciteit beschikbaar. De wasmachine is energiezuinig ontworpen en verbruikt tot 55% minder energie dan de minimale vereisten voor een klasse A-classificatie. Het apparaat ondersteunt een grondige reiniging door optimalisatie van water- en wasmiddelgebruik met AI Wash, terwijl AI Ecobubble zorgt voor betere vuilverwijdering. Met QuickDrive kan de wastijd tot 50% verkort worden zonder verlies van wasprestaties.

De bijpassende droger werkt met AI Dry+, dat vier soorten textiel kan detecteren (normaal, denim, handdoek en synthetisch) voor nauwkeuriger drogen. Dit verlaagt het energieverbruik tot 10% en verkort de droogtijd tot 15%. De QuickDrive-functie kan de droogtijd zelfs tot 35% verminderen door automatische aanpassingen van de invertercompressor.

Samsung heeft nog geen adviesprijzen genoemd voor de nieuwe producten.

Bekijk andere Samsung-wasmachines op Kieskeurig.nl: