Wetenschappers bouwen zonnecel met spinazie

Onderzoekers hebben een fotovoltaïsche cel ontwikkeld die gebruikmaakt van de fotosynthese-eiwitten van spinaziebladeren. De resulterende hybride 'zonnecellen' zouden al over enkele jaren geschikt kunnen zijn voor commercieel gebruik.

De wetenschappers van de Vanderbilt-universiteit in Nashville hebben een eiwit dat in groene planten verantwoordelijk is voor fotosynthese, gecombineerd met een silicium chip. Het eiwit, PS1, is bijzonder efficiënt in de conversie van zonlicht in elektriciteit; het rendement zou bijna honderd procent zijn. Vooralsnog zijn de onderzoekers alleen geslaagd in de bouw van een prototype, waarmee het hybride concept werd getest. Het prototype bleek beter te functioneren dan eerdere tests, waarbij het eiwit werd gecombineerd met halfgeleidermaterialen.

Zo genereerde de testopstelling vergeleken met eerdere combinaties een duizendmaal hogere stroom en ook de geleverde spanning bleek hoger. De onderzoekers willen, met geld dat door het Environmental Protection Agency beschikbaar wordt gesteld, een werkende zonnecel bouwen van de hybride 'spinazie-silicium-combinatie'. Ze maken de cellen door het eiwit uit spinazie te isoleren en op p-gedoteerd silicium aan te brengen. Na het verdampen van water bleef een 1 micrometer dik eiwitlaagje van ongeveer honderd PS1-eiwitten over.

Voordat dit een commercieel produceerbare zonnecel oplevert, moeten enkele problemen worden opgelost. Vooralsnog leveren de hybride cellen slechts 850 microampère per vierkante centimeter bij een spanning van 0,3V. Om met normale zonnecellen te concurreren, moet de opbrengst beter worden. Ook de levensduur is beperkt, maar inmiddels zou die al zo'n negen maanden bedragen. De onderzoekers denken in de komende drie jaar flinke vooruitgang te kunnen boeken.