Hoofdcategorieën

Wetenschappers ontwikkelen 'zonnecellenverf'

Door Dimitri Reijerman, dinsdag 24 juli 2007 13:55
Bron: NJIT, views: 23.932

Wetenschappers aan het New Jersey Institute of Technology hebben een vinding gepubliceerd voor het toepassen van organische zonnecellen op basis van polymeren.

Schematische voorstelling van het materiaalHet nieuwe type zonnecel kan eenvoudig op een ondergrond geschilderd worden. De wetenschappers claimen dat het materiaal aanmerkelijk goedkoper geproduceerd en toegepast kan worden dan conventionele zonnepanelen. Traditionele panelen bestaan voor een groot deel uit silicium. De winning van deze grondstof is echter een relatief omslachtig en kostbaar proces.Het alternatieve materiaal bestaat uit een combinatie van polymeren en koolstof in de vorm van nanotubes en buckyballs, die in een golvend patroon naast elkaar liggen. Zonlicht zorgt in het polymeer voor de excitatie van elektronen, die in de buckyballs worden opgevangen. De nanotubes functioneren vervolgens als kleine electriciteitsdraadjes om de aldus opgewekte spanning af te voeren. De nanotubes, die vijftigduizend maal kleiner zijn dan een menselijke haar, hebben volgens de onderzoekers betere geleidende eigenschappen dan koper en zijn bovendien goedkoper om te maken. In de toekomst zou het mogelijk moeten zijn om een huis van een coating met 'zonnecellenverf' te voorzien, waarmee de huiseigenaar op een eenvoudige manier zelf elektriciteit op kan wekken. De wetenschappers verwachten dat het mogelijk zal worden om met inkjetprinters vellen vol zonnecellen af te drukken, zodat het materiaal overal toegepast kan worden.

Traditioneel zonnepaneel

Volgende 14:41
Vorige 13:34

Reacties

«  1  2  3  4  »

Dit is op zen minst gezegt een uitermate mooie oplossing!! Zo heeft electrabel weer iets minder te zeggen hier in Belgie...
Ik hoop dat dingen zoals deze snel in het commerciële circuit terecht komen!

Een goede oplossing; Misschien. Het kan best zijn dat het de milieubelasting vermidnerd die tesamen hang met de energiebehoefe; Maar aan de andere kant zou het produceren van deze "verf" best wel eens heel erg milieubelastend kunnen zijn. Het altijd de vraag of het een tegen het ander opweegt.

En wellicht is het spul wel erg giftig voor het milieu, en kan je het dus bijvoorbeeld niet buiten gebruiken, of in de buurt van kinderen of wat dan ook. Het artikel spreek helemaal daar niet over, en wat dat betreft is het een eenzijdig en dus onvolledig artikel.

[Reactie gewijzigd door G_M_C]


We zullen er dan ook maar vanuit gaan dat daar ook een oplossing voor gevonden zal worden? Een extra laag tegen afbrokkeling ofzo ? ;-)

zen? gezegt? En ik dacht dat vlamingen zo goed waren in 10 voor taal... :/

Maar inderdaad , leuke oplossing. Al die huizen met hun platte zwarte daken, absorberen zoveel warmte maar er wordt niets mee gedaan, enkel gezweet...

wat is dan de plus en de min aansluiting ?

de elektronen worden opgevangen in de buckyballs en nanotubes. Elektronen zijn negatief, dus zullen de buckyballs/nanotubes negatief worden en de ondergrond waar de elektronen uit getrokken worden positief.

[edit]: overbodig geworden stukje weggehaald
[edit]: via vpn met universiteit twente kon ik het artikel lezen :)

In het artikel wordt gespoken van een Indium-tin-oxide coating, waarop een polymeer-bufferlaag wordt aangebracht. Vervolgens wordt daarop hét mengsel gedaan: een oplossing van buckyballs en nanotubes in een polymeervloeistof, en daarop een Alumunium cathodelaag.
Als ik het goed begrijp, gaan er door zonlicht elektronen van de polymeervloeistof naar de buckyballs, die ze doorgeven aan de nanotubes. Die staan in verbinding met de cathodelaag. In die laag krijg je een ophoping van elektronen, dus een lage potentiaal.
Je krijgt dus de min aansluiting op de aluminium cathodelaag, en plus op de Indium-tin-oxide laag.

Zo simpel als iets op je muur kwasten is het dus blijkbaar niet. Helaas.

ps. het bronartikel heeft het ook nergens over "een huis voorzien van een coating". Er staat alleen maar:
An attractive feature of the OPVs (organic photovoltaics) based
on conjugated polymers is that they can be fabricated by a
coating process (e.g., spin coating or inkjet printing) to cover
large areas, and may be formed on flexible plastic substrates.

[Reactie gewijzigd door diederik77]


hmmm handig
voor op campzone
over paar jaartjes.

kan je zelf het dak van de tent schilderen
om je bier koel te houden.

Tis net een spreuk van Loesje, zoals dit hierboven staat opgeschreven... :)

Cool, dan kan je je eigen batterij printen.

Ja, haha. Begint je laptop te zeuren: De batterij is bijna leeg. Sla uw werk op, of sluit de computer aan op netstroom, op druk op print.. :+

Hoeveel KWh per oppervlak kan dit opwekken in vergelijking met de traditionele silicium panelen?

Het rendement is nog niet erg hoog vrees ik:
The best power conversion efficiency of 0.57% under
simulated solar irradiation (95 mW cm) was achieved on a cell
annealed at 120 uC for 10 min.

(bron: het wetenschappelijk artikel)
Een gewoon zonnepaneel haalt iets van 15%.

[Reactie gewijzigd door Rekcor]


Het voordeel is dat dit, volgens het artikel, goedkoper te maken is. Dus dan ben je niet meer beperkt tot een paar vierkante meter op je dak, maar kun je je hele dak, muur, schuur, auto, etc vol kladden. Op die manier zul je toch nog een fatsoenlijk rendement kunnen halen.

Daarbij hebben ze het over nano tubes die beter geleiden dan koper, dus geen gedoe met water verwarmen, etc. Gewoon direct naar een omvormer.

Het klinkt echt te mooi om waar te zijn. Maar wie weet hebben we over 20 jaar allemaal zo'n mooi glimmend huis met die drap er op :)

Het voordeel is dat dit, volgens het artikel, goedkoper te maken is. Dus dan ben je niet meer beperkt tot een paar vierkante meter op je dak, maar kun je je hele dak, muur, schuur, auto, etc vol kladden. Op die manier zul je toch nog een fatsoenlijk rendement kunnen halen.
Je rendement ga je niet veranderen door overal het spul te verven, wel de absolute invoer, en daarmee dus ook uitvoer. Verder ben ik het wel met je eens hoor ;)

Daarbij hebben ze het over nano tubes die beter geleiden dan koper, dus geen gedoe met water verwarmen, etc. Gewoon direct naar een omvormer.

Volgens mij haal je een paar dingen door elkaar. PV zonnepanelen = Photovoltaic zetten licht direct om in electriciteit. Het mag dus bewolkt zijn al is de opbrengst dan lager.

Zonnecollectoren maken meestal gebruik van water en zijn gekoppeld aan een boiler. Een zonneboiler dus. Het warme water gebruik je om te douchen etc. Er wordt dus geen electriciteit mee opgewekt. Ook hier mag het bewolkt zijn.

Inderdaad zijn er installaties die door het concentreren van zonnewarmte zulk heet water opleveren dat je daarmee een turbine kunt laten draaien en electriciteit kunt opwekken. Dit heet Concentrating Solar Power (CSP). http://www.gezen.nl/
Omdat dit soort installaties erg groot zijn en onderhoud vragen zal je die niet op het huis van je buurman aantreffen.

[Reactie gewijzigd door rud]


Ik denk niet dat het zo simpel is als gewoon even je dak schilderen.
Wat ik heb begrepen heb je een speciale ondergrond nodig die in staat is de gegenereerde energie op te vangen en te leiden.

Ik denk het enige verschil wat je met deze prut hebt, is dat je een alternatief en goedkoper productieproces van zonnencellen kan bewerkstelligen. Zij het wel van cellen met een lager rendement.

Als dat de werkelijke getallen zijn, dan heb je een oppervlakte van (ongeveer) ongeveer 28x zo groot nodig voor hetzelfde vermogen. Toch?

Ik vraag me af hoe hoog het rendement is. Als het lager is dan normale zonnecellen dan wordt dit wel gecompenseerd door het gemak waarmee dit gebruikt kan worden...

Het artikel heeft het over een best efficiency van 0,57%. Polykristallijne siliciumcellen (die veel gebruikt worden) hebben een rendement van ongeveer 14%. Hoogrendementscellen van indium-gallium-fosfide op galliumarsenide halen tot 30%.

Hier tegenover moet je ook kijken naar de hoeveelheid energie die het kost om de cellen te produceren. Wanneer voor de productie van deze nieuwe cellen 30x zo weinig energie wordt gebruikt als voor de siliciumcellen, dan is de energieterugverdientijd vergelijkbaar. Natuurlijk zijn er ook andere aspecten zoals toxiciteit (hoe zit dat voor nanostructuren?), maar dat kan je met een gedegen levenscyclusanalyse beoordelen. En je moet natuurlijk kijken naar het kostenaspect.

Tenslotte moet je bedenken dat deze nieuwe zonnecellen nog volop in ontwikkeling zijn. Wanneer het proces verder geoptimaliseerd wordt, zouden er best hogere rendementen behaald kunnen worden. Bovendien is de toepassing ook van belang. Je kan bijvoorbeeld een auto makkelijker met zonnecellenverf behandelen dan er starre silicium-panelen aan hangen. Ook al is het rendement lager, dan kan het in veel gevallen toch voordeliger zijn om dit type zonnecellen te gebruiken.

toxiciteit (hoe zit dat voor nanostructuren?)
Dat was het eerste waar ik hierbij aan dacht. nanotubes en buckballs schijnen niet af te breken in de natuur en zijn nu al in dieren teruggevonden. Daar moet voorlopig zeer voorzichtig mee worden omgegaan (het zou de "asbest" van deze eeuw kunnen worden)

sterker nog, fullerenen zijn retegiftig en veel nanotubes ook.

Ah, mijn inktassortiment kan alweer uitgebreid worden. Praktische toevoeging aan de printer: waar je nu pakweg HP 363 in alle kleuren hebt komt er ook nog een HP 363 Photocell.

Alleen: met een A4-zonnepaneel ben je niet veel - je zal er veel moeten hebben en je zal behoorlijk mogen knutselen om deze aan je electriciteitsnet aan te sluiten.

Met andere woorden: ik verwacht niet veel heil van zelf zonnecellen printen. De technologie op zich is natuurlijk wél interessant, hoewel ik meen deze al enkele maanden geleden gelezen te hebben. Een dak verven met zonnecel-verf of volplaatsen met zonnepanelen is een groot verschil. Niet alleen inzake kostprijs, maar ook omdat zonnepanelen - naar mijn ervaring toch - niet altijd even vlot te leveren zijn.

De grote winnaar van een commercialisering hiervan is natuurlijk het milieu. Een groen alternatief voor milieuonvriendelijke energieproductie in gebieden met voldoende zon.

Je hoort wel vaker van het "uitprinten" van electronische schakelingen, zeker als het gaat om dit soort nanoschakelingen.
Maar dan gaat het echt niet om uitprinten dmv een "el-cheapo" huis-tuin en keueken inkjet. Maar wel over een gespecialiseerde "printer" die op zeer kleine schaal de juiste elementjes (nanotubes,buckyballs etc) naast elkaar legt, rijtje voor rijtje, net zoals een inkjet inktdruppeltjes van de juiste kleur inktduppeltjes rijtje voor rijtje naast elkaar legt. Het lijkt er dus sterk op, maar het is (nog?) niet hetzelfde.
Wel is het "uitprinten" van schakelingen zeker de toekomst (of één van de toekomstige technologieën) omdat buiten de dure machine er per afgeleverd exemplaar veel lagere kosten zijn: bij huidige schakelingen is het aantal productiestappen immers een heel stuk groter (etsen, boren, componenten plaatsen, solderen,...), vandaar dat er zo "enthousiast" gereageerd wordt vanuit de markt op "printbare" schakelingen.

Je hoeft die dingen niet gestructureerd aan te brengen, want bij plastic zonnecellen is dat meestal een blend van de twee samen. Je wilt namelijk een zo groot oppervlak tussen de twee materialen om zoveel mogelijk aangeslagen electronen op te vangen. Je moet wel minstens 3 lagen hebben, een achterelectrode, je actieve laag en een transparante voorzijde electrode. :)

Klinkt erg interesant.
Hopen dat deze techniek snel ingevoerd zal worden. Volgensmij heeft dit mooie mogenlijkheden. Bijvoorbeeld even een printje maken en daarmee je laptopaccu opladen. Of gewoon de laptp geheel in de verf maken zodat de laptop langer zonder netstroom kan :*) .

Of voor ontwikkelingslanden waar ze geen stroom hebben kan dit misschien wel praktisch zijn.

[Reactie gewijzigd door pascal7]


Prachtvinding! Als het werkt en betaalbaar is natuurlijk................

Nu maar hopen dat er snel ook t-shirt transfers volgens dit principe beschikbaar komen om door je inkjet te trekken! Transfers op je shirtje, ff goed bekabelen en hoppa, nooit meer een dode accu in je MP3-spelertje :+

* Ziet onbegrensde mogelijkheden - bij mooi weer, that is *

Het zou wel fijn zijn als in kaart wordt gebracht wat de gevolgen zijn van nanostructuren die vrijkomen in ons leefmilieu. Straks gaan die fijne vezeltjes afbladderen en ademen we ze in. Het zou me niet verbazen als het later blijkt dat ze net als asbestvezels zeer schadelijk zijn.

De buckyballs veroorzaken overigens hersenschade bij vissen: http://www.newscientist.com/article.ns?id=dn4825 .

[Reactie gewijzigd door broes_willems]


Ik maak me daar inderdaad ook wel zorgen om, zijn we een beetje af van asbest (toch?)
komen er gigantische buckybal stormen van mensen die niet kunnen verven ofzo.

Ik zou ook graag de levensduur willen weten.
«  1  2  3  4  »

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.

Volgende 14:41
Vorige 13:34
VNU Media logo Powered by True

© 1998 - 2008 Tweakers.net - Alle rechten voorbehouden

Uitgever van: