Wat krijgt u als u een stofje dat normaal gesproken in spinazie zit, combineert met silicium, waarvan zonnecellen worden gemaakt? Een veel sterkere zonnecel natuurlijk! Dat hebben onderzoekers aan de Vanderbilt Universiteit ontdekt.

Voor de nieuwe methode moeten bepaalde proteïnen uit planten zoals spinazie worden gehaald. Deze proteïnen komen voor wanneer fotosynthese in de plant optreedt. Wetenschappers zijn er al langer achter dat een bepaald soort proteïne, (PS1) voort kan functioneren wanneer deze uit de plant wordt gehaald. Wanneer dat stofje geïmplementeerd wordt in silicium, waar nu al zonnepanelen van worden gemaakt, levert dat een veel hogere energieproductie op. Ook ontdekten ze dat PS1 zonlicht heel efficiënt om kan zetten in energie: het rendement zou bijna 100 procent zijn. Een logische volgende stap was dus te proberen deze stof in zonnepanelen in te bouwen.

Efficienter
Met de nieuw uitgevonden combinatie kan meer stroom worden opgewekt in zonnecellen, zodat die bijna 1000 keer meer stroom leveren dan de huidige zonnepanelen. Ook ontstaat er een iets hoger voltage, legt professor David Cliffel uit. Hij legt ook uit waar de nieuwe techniek voor gebruikt kan worden. “Als we op deze manier doorgaan met ontwikkelen, kunnen we binnen drie jaar het maximale rendement uit zonne-energie halen.”

Wist u dat…

… er theorieën zijn dat zonnepanelen ook van plastic kunnen worden gemaakt?

Prototype
De volgende stap die de onderzoekers willen zetten is het produceren van zo’n zonnecel. De universiteit heeft patent aangevraagd op de techniek, en gaat nu zo snel mogelijk een werkend zonnepaneel ontwerpen dat de nieuwe methode implementeert. Dat gebeurt via een speciaal programma dat de universiteit aan enkele techniekstudenten aanbiedt. Met het prototype hoopt de universiteit een paneel van ongeveer een halve meter groot te kunnen bouwen dat minstens 100 mili-ampère op 1 volt kan laten draaien. Dat zou genoeg moeten zijn om enkele kleine huishoudelijke apparaten op te laten draaien.

Lange weg
Het zal nog wel even duren voordat het zover is. Sinds de ontdekking van PS1 heeft het lang geduurd voordat er effectief iets mee gedaan kon worden. De onderzoekers lopen ook telkens tegen problemen aan. Neem bijvoorbeeld de levensduur van PS1. In de natuur kan dat jarenlang meegaan, maar zodra het wordt weggehaald uit planten of bomen houden ze snel op met werken. “We moeten nog leren hoe we de proteïnen kunstmatig langer in leven kunnen houden,” zegt Cliffer. Een ander probleem is dat de proteïnen natuurlijk bijzonder klein zijn, en dat u er dus heel erg veel van nodig hebt voordat u iets hebt dat op uw eigen dak kunt plaatsen. “Maar de progressie is er,” aldus Cliffer.

Wist u dat…

… u wel degelijk sterk wordt van spinazie?

Om de combinatie te maken pakten de wetenschappers een spinazieplant, en stopten ze die in een wateroplossing. Daardoor kwam het stofje PS1 in het water. Dat water werd op het oppervlak van een siliciumpaneel gegoten en daar gelaten tot het opdroogde. Wat er overblijft is een plaatje dat slechts één micron dik is – ofwel 100 PS1-moleculen. Het zal dus nog even duren voordat het materiaal bij de bouwmarkt verkrijgbaar is.