Meer energie met spinazie

AMSTERDAM - Door het combineren van een eiwit uit spinazie met silicium hebben Amerikaanse onderzoekers een zonnecel gebouwd die significant meer energie opwekt dan voorheen mogelijk was met 'biohybride' zonnecellen.

De onderzoekers van de Vanderbilt University in Amerika publiceerden het onderzoek dinsdag online in het tijdschrift Advanced Materials. 

Planten kunnen zonlicht omzetten in energie door middel van fotosynthese. Hiervoor zijn bepaalde eiwitten verantwoordelijk, waaronder het zogenaamde Photosystem 1 (PS1).

De Vanderbilt University lijkt nu een doorbraak te hebben bereikt door de moeilijkheden rond energieopbrengst voor biohybride zonnecellen, op te lossen met speciaal bewerkt silicium - het materiaal waar normale zonnecellen ook van gemaakt worden - in combinatie met PS1.

Bijzonder

Het eiwit PS1 is al meer dan veertig jaar bekend. Het bijzondere is dat PS1 blijft functioneren wanneer het ontrokken wordt uit de plant, zoals uit spinazie. Er werd ook ontdekt dat PS1 bijna honderd procent van het zonlicht omzet in elektrische energie, meer dan twee keer meer dan door de mens ontwikkelde fotovoltaïsche cellen.

Dat leidde tot een zoektocht naar werkzame zonnecellen met PS1. Die zoektocht slaagde, maar de energieopbrengst was erg mager.

Een ander probleem was dat de cellen snel kapot gingen, terwijl het eiwit in groenblijvende bomen jaren blijft functioneren. Uiteindelijk werd dat probleem in 2010 opgelost.

De nu bedachte PS1-module wordt gemaakt door PS1 uit spinazie te halen, dat in water op te lossen en de oplossing op een speciaal bewerkte silicium-wafer te gieten. Daarna wordt de wafer in een vacuümkamer gezet, zodat het water verdampt. Zo vormt zich een dunne film van PS1-eiwit.

Milli-ampère

Bij blootstelling aan zonlicht produceert deze nieuwe zonnecel bijna een milli-ampère stroom per vierkante centimeter met een spanning van 0,3 volt, zo'n 2,5 keer meer dan voorheen haalbaar was.

De onderzoekers denken dat als dit tempo van verbeteringen doorgaat, ze over drie jaar 'bio'-zonnecellen kunnen maken die net zo goed zijn als hun 'normale' tegenhangers. De hoop is ooit, net als bij planten, bijna honderd procent rendement te halen.

Lees meer over:

Dagelijkse nieuwsbrief

Dagelijkse nieuwsbrief
Elke ochtend rond 6.00 uur weten wat het nieuws wordt?

NUwerk

Tip de redactie