Elektronspin te gebruiken voor verbetering katalyse (?)

Spinmanipulatie van kobaltkatalysator voor omzetting kooldioxide

Spinmanipulatie van een kobaltkatalysator voor omzetting van kooldioxide (afb: Liu Lin et al./eScience)

Scheikunde speelt een belangrijke rol in het ‘vergroenen’ van onze samenleving. Daarbij is katalyse een belangrijke factor. De reacties die allerlei systemen, zoals batterijen, aandrijven, kampen vaak met een trage kinetiek en energieverlies, vooral wanneer er meer elektronenover-drachten bij betrokken zijn. Eén kwantumeigen-schap, elektron-spin, is eigenlijk wat verwaarloosd bij het ontwerpen van katalysatoren, ondanks de fundamentele rol die die speelt bij het bepalen hoe atomen zich binden en reageren. Het zou steeds duidelijker zijn geworden dat dat een gemiste kans is. Het manipuleren van spintoestanden op katalysatoroppervlakken zou snellere, selectievere reacties mogelijk kunnen maken. Lees verder

Zwarte doos van ki open gebroken (?)

Nicholas Jackson

Over kunstmatige intelligentie is een hoop te doen, maar zelden komt een groot minpunt van ki daarbij voorbij: haar immense onnavolgbaarheid. Bij veel (zo niet alle) ki-systemen is niet te achterhalen hoe het systeem tot een bepaalde slotsom is gekomen en dat is toch niet onbelangrijk voor een systeem dat steeds hoger in de beslisboom terechtkomt. Er zijn onderzoekers die werken aan ’transparante’ (=navolgbare) ki-systemen maar onderzoekers zouden die ‘zwarte doos’ hebben opengebroken door een combinatie van ki, automatische synthese en experimentele analyse met als ‘bijproduct’ betere zonnecellen. Lees verder

Zonnecellen die nog effectiever zijn (?)

Merocyaninezonnecel

Een zonnecel van vier merocyanines zou een hoog rendement hebben (afb: Alexander Schulz et. al/Cell Chem)

Tot nu toe bevatten zonnesystemen over het algemeen silicium om zonlicht op te vangen en om te zetten in ladingsverschillen/stroom. Perovskietcellen zijn al een stuk efficiënter, maar die hebben vooralsnog problemen met stabiliteit/duurzaamheid. Nu hebben onderzoekers van de universiteit van Würzburg (D) een combinatie van lichtgevoelige, fotovoltaïsche stoffen gebruikt om zonnecellen (‘antennes’ zeggen ze zelf) te fabriceren met een hogere opbrengst dan de huidige. Lees verder

Molybdeendisulfidezonnecel zou veel efficiënter zijn dan siliciumcel

Molybdeendisulfidestructuur

De structuur van molybdeendisulfide (afb: WikiMedia Commons)

Onderzoeksters van de universiteit van Colorado denken dat molybdeendisulfide de opbrengst van de tegenwoordig veel gebruikte siliciumzonnecelllen zou kunnen verdubbelen. Extreem dunne (tweedimensionale) lagen  van het in de natuur voorkomende en volgens de onderzoeksters rijk molybdeendisulfide zouden de beste resultaten opleveren. Lees verder

Je kunt waterstof maken met zonlicht met maar liefst 9% rendement

Elektrolyse

Waterstof maak je door water te splitsen. Waterstofionen worden dan met elektronen waterstofgas en de kathode ontstaat dan zuurstof, maar dat proces kost een hoop energie (afb: WikiMedia Commons)

Waterstof wordt gezien als energiedrager in een ‘groene’ wereld, maar waterstof maken door het het splitsen van water (in waterstof en zuurstof) kost een hoop energie. Er wordt gesteld dat je daarvoor zonnecellen zou kunnen gebruiken (dan heet dat groene’ waterstof), maar dat proces heeft een bijzonder laag rendement. Nu gaan onderzoekers er in Nature prat op dat ze dat rendement hebben ‘opgeschroefd’ tot 9%. Lees verder

Kunstmatige fotosynthese produceert voedsel zonder zonlicht

Kunstmatige fotosynthese

Voedselproductie met behulp van kunstmatige fotosynthese zou veel energie-efficiënter zijn dan de landbouw (afb: UCR)

Al langer wordt er gesleuteld aan manieren om de natuurlijke fotosynthese, waarbij zonlicht wordt gebruikt om water en koolstof om te zetten in hele reeksen organische stoffen, te verbeteren. Onderzoekers schijnen met zo’n kunstmatige fotosyntheseproces voedsel te hebben geproduceerd zonder zonlicht nodig te hebben. Ze hadden daarvoor wel de hulp nodig van organismen als algen of gisten, die het ontstane acetaat (azijnzuur) omzetten in voor de mens bruikbare voedingstoffen, maar ook planten zouden gedijen in de duisternis. Dat zou voor sommige voedingsproducten vele malen efficiënter gaan de bruikbare manier. Lees verder

Wordt het nog met die veelbelovende perovskietcellen?

Stabielere perovskietzonnecellen?

Stabielere perovskietcellen (afb: UCLA/Shaun Tan)

Al heel wat tijden wordt aangekondigd dat de perovskiet-zonnecellen nu echt de wereld gaan veroveren, maar tot nu toe is dat er  nog steeds niet van gekomen. Er staan wat praktische probleempjes in de weg zoals de giftigheid van de benodigde stoffen of de instabiliteit van die cellen. Nu schijnt weer een groep naar eigen zeggen een belangrijke horde te hebben overwonnen om die cellen marktrijp te maken door ze meer stabiliteit te geven. Dat zou zijn verwezenlijkt door het productieproces aan te passen. Lees verder

Zonnecel scoort rendement van 39,2%

pn-verbinding

Een pn-verbinding

Onderzoekers hebben het geflikt met een bepaald type zonnecel een rendement te halen van 39,2%, onder geconcentreerd licht (143 zonnen) zelfs 47,1%. Hoe praktisch deze vinding zal nog moeten worden bewezen. Voorlopig is dit type cel nog wat aan de prijzige kant.
Lees verder

Verdraaiing als drijfveer voor verkoeling

verdraaikoelkast

Als een slang wordt opgedraaid dan wordt die warmer (geel). Bij ontdraaien koelt die af (oranje en bruin) (afb: univ van Texas)

Verdraaide materialen kunnen voor koeling zorgen en zijn daarmee milieuvriendelijker en efficiënter dan de huidige koelsystemen die het moeten hebben van fasewisselingen van ‘verdachte’ stoffen. Dat stelt Ray Baughman van de universiteit van Texas. Hij heeft met collega’s een systeem ontwikkeld waarbij materiaal wordt verdraaid en weer ontdraaid (als dat een woord is). Lees verder