Nederlands zonnepaneel maakt brandstof

’s Nachts is je zonnepaneel niet echt veel waard. Energieopslag is immers nog steeds een groot probleem. Elon Musk wil daar een mouw aan passen met z’n thuisbatterij maar er zijn ook andere manieren om zonne-energie langer te laten renderen. Eén veelbelovende optie is een zonnepaneel dat zonlicht rechtstreeks omzet in een nuttige en milieuvriendelijke brandstof zoals waterstof.

Onderzoekers van de Technische Universiteit van Eindhoven pakken nu uit met een prototype van een dergelijk zonnepaneel dat die toekomst wel eens werkelijkheid kan maken. Hun paneel maakt gebruik van galliumfosfide. Dat materiaal is een zogenaamde samengestelde semigeleider. De klassieker onder de semigeleiders, silicaat, bestaat uit één element. Een samengestelde semigeleider is gemaakt uit elementen van verschillende groepen op de periodieke tafel.

Chemisch zonnepaneel

Technisch allemaal, maar in de praktijk komt het er op neer dat de Nederlanders een manier hebben gevonden om met zonlicht meteen een chemische reactie te ontketenen. Die reactie splitst water in waterstof en zuurstof door elektrolyse. Dat gaat natuurlijk ook met een gewone zonnecel en een batterij, maar die oplossing is omslachtig en duur. Het galliumfosfide (GaF) tovert de zonnestralen om in elektriciteit en zet voert vervolgens de elektrolyse uit. Noem het een all-in-one-zonnepaneel.

Het GaF heeft van nature uitstekende elektrische eigenschappen, maar het is minder goed in het absorberen van zonlicht wanneer het uitgestald wordt op een groot en vlak oppervlak zoals een zonnepaneel. De onderzoekers plaatsten de semigeleider daarom in een rooster opgebouwd uit erg kleine nanodraadjes van 500 nanometer lang en 90 nanometer dik. Die aanpak verhoogde de efficiëntie van het paneel naar 2,9 procent. Dat is nog steeds niet erg veel, maar het idee van de onderzoekers is veelbelovend wanneer je weet dat het om een efficiëntieverhoging van tien procent gaat tegenover vorige iteraties.

Sahara

Het streefdoel is een efficiëntie van 15 procent. Daarmee zou het Nederlandse zonnepaneel op gelijke hoogte komen met een traditionelere combinatie van klassiek zonnepaneel en batterij. Professor Erik Bakkers merkt op dat er nog heel veel ruimte is voor verbetering. Bovendien heeft de alternatieve zonnebrandstofcel het potentieel om goedkoop te zijn.

Waterstof wordt al een tijdje geoogd als een mogelijke brandstof voor de toekomst. De propere bron van energie biedt niet alleen de mogelijkheid om elektriciteit op te slaan, ze kan ook vervoerd worden via min of meer bestaande infrastructuur zoals pijpleidingen en tankers. Dromers kunnen daarbij denken aan een Sahara vol waterstof-producerende zonnepanelen, met havens en boten die de brandstof naar overal ter wereld verschepen. Ter plekke kan het waterstof opnieuw omgetoverd worden tot elektriciteit.