Tag archieven: rendement

Rendeert thermo-elektriciteit nu eindelijk?

Geplaatst op door
Beantwoorden
thermo-elektrisch rendement van hoogentropielegeringen

Een rasterelektronenmicroscoopopname van de hoogentropielegeringen (afb: Shen Guo)

Het fenomeen thermo-elektriciteit, het omzetten van warmte in elektriciteit, is al lang bekend. Dat wordt, onder meer gebruikt bij temperatuurmeting (thermokoppels). Er is echter ook al lang de hoop dat thermo-elektriciteit een rol kan spelen bij het benutten van restwarmte. Het rendement is echter tot nu toe zo laag dat het de moeite niet loont, hoewel onderzoekers van de universiteit van Chalmers (Zwe) melden dat bij lage temperaturen al efficiënte thermo-elektrische systemen zouden bestaan. Zij zouden nu het ‘ideale’ materiaal hebben gevonden voor omzetting bij hoge temperaturen: legeringen met een hoge entropie. Ik moet het nog zien. Lees verder →

Nieuwe records op gebied zonnecellen

Geplaatst op door
Beantwoorden
rem-opname perovskiet

Een rasterelektronenmicroscoopopname van een perovskietcel. De kristallijne gebiedjes voorkomen de achteruitgang van het materiaal (afb: Los Alamoslab)

Op het gebied van zonnecellen schijnen de ontwikkelingen nog steeds niet stil te staan. In dit artikel heb ik drie recente onderzoeken bij elkaar geveegd, waarin allerlei records worden gebroken: Australische onderzoekers hebben met een soort meertrapszonnecel een record gebroken voor een rendement met niet-geconcenteerd zonlicht (34,5%), Amerikaanse en Franse onderzoekers hebben de veelbelovende perovskietcellen nog een extra impuls gegeven  door cellen te maken die zichzelf repareren op weg naar een rendement van 45% (en meer) en onderzoekers van de universiteit van het Zweedse Lund beschrijven de voordelen van het gebruik van ijzercarbenen voor de ontwikkeling van efficiënte en goedkope zonnecellen. De Franse onderzoekers beloven binnenkort met een artikel te komen over perovskietcellen (officieel calciumtitaanoxide) die niet achteruitgaan in het gebruik. Als het nu nog niet goed komt met die zonnecellen, dan weet ik het niet. Voorlopig zijn de siliciumcellen nog steeds favoriet. Lees verder →

Nanoglas zorgt voor optimale opbrengst zonnecellen

Geplaatst op door
Beantwoorden
Listig zonnecelglas

De nanostructuur van het ‘listige’ zonnecelglas (afb: ACS/Nano)

Zonnecellen zijn technisch elegante vindingen, maar ze hebben wat minpuntjes. Zo zijn ze afhankelijk van de zon(nerichting) en raken ze gaandeweg vuil. Een optimale zonnecel beweegt met de zon mee en houdt zichzelf schoon. Onderzoekers van de Koning Abdoela-universiteit in Saoedi-Arabië en van de Nationale Universiteit van Taiwan schijnen nu een nanoglas ontwikkeld te hebben dat zichzelf schoonhoudt en zonlicht uit iedere hoek op de onderliggende zonnecellen ‘kaatst’, waarmee het rendement daarvan met 5 tot 28% zou toenemen; bij langdurig gebruik zou dat zelfs 46% kunnen zijn. Lees verder →

Wiebelstaaf in plaats van windmolen

Geplaatst op door
Beantwoorden
Wiebelstaaf

Zo zou een wiebelstaafpark er uit kunnen zien (afb: Vortex Bladeless)

Windmolens als energieleveranciers hebben al een aardig deel van de markt veroverd. Ze hebben echter wat nadelen. Zo zouden ze veel geluid produceren en voor veel vogels zijn ze vrij dodelijk. Daar komt bij dat ze nogal onderhoudsgevoelig zijn door de draaiende delen en de overbrenging. Spaanse ingenieurs hebben een alternatief ontwikkeld, dat, een deel, van die nadelen niet kent: de wiebelstaaf. Deskundigen hebben zo hun twijfels over de energieopbrengst van de wiebelstaaf, die aanzienlijk lager is dan van de huidige moderne windmolens.   Lees verder →

Grafeen vormt team met silicium en perovskiet in zonnecellen

Geplaatst op door
Beantwoorden
Zonnecel silicium/perovskiet

De opbouw van de ‘dubbelcel’ (perovskiet/silicium). Het perovskiet schijnt de zwarte laag te zijn (afb: F. Lang HZB)

Onderzoekers van het Helmholtz-centrum in Berlijn hebben een proces ontwikkeld om de kwetsbare perovskietlagen te bedekken met grafeen als contactmateriaal. In combinatie met silicium zou deze meerlaagse zonnecel een groter deel van het zonnespectrum omzetten in elektrische energie. Lees verder →

Lichttruc maakt infrarood zichtbaar voor zonnecel

Geplaatst op door
Beantwoorden
Opgevoerd licht voor rendabeler zonnecellen

Bewijzen van het ‘opvoeren’ van infraroodlicht in zichtbaar licht. Links infrarood met een golflengte van 800 nm (nabij-infrarood) dat is gericht op een mengsel van cadmiumselenide en rubreen. In foto b is de bron een ir-laser met een golflengte van 980 nm. (foto:Zhiyuan Huang, UC Riverside)

Bijna twee jaar terug ging het nieuws rond dat er een zonnecel was ontwikkeld die een zo groot mogelijk deel van het zonnespectrum omzet in elektrische energie en nu schijnt dat wiel opnieuw te zijn uitgevonden. Toen de universiteit van Pennsylvania met het ‘wondermateriaal’ perovskiet. Nu, ook uit Amerika, de universiteit van Californië in Riverside en als materiaal een combinatie van nanokristallen van een anorganische halfgeleider en organische moleculen. Die combinatie ‘herstructureert’ het zonnespectrum, waardoor zowel zichtbaar als infraroodlicht kan worden omgezet in elektrische energie. Dat zou de opbrengst van de zonnecellen met eenderde vergroten. Die ‘opvoer’methode zou ook nuttig kunnen zijn bij beeldtechnieken en voor gegevensopslag, zo stellen de onderzoekers. Lees verder →

Organische zonnecel houdt lading vast, maar werkt nog niet

Geplaatst op door
Beantwoorden
Fullereenzonnecellen

De polymeermoleculen (groen) leveren de elektronen, de fullerenen (de voetballen) bewaren ze) (afb: univ. van Californië)

Het lijkt op de ideale zonnecel, de organische zonnecel die onderzoekers van de universiteit van Californië in Los Angeles hebben beproefd. Met behulp van licht wordt niet alleen elektrische energie uit het celmateriaal (een polymeer en fullereen) ‘geslagen’, maar die energie wordt ook opgeslagen: generator en accu in een. Die energie zou daar, zonder noemenswaardig verlies, weken in kunnen worden opgeslagen. Op het ogenblik moet je de elektrische energie uit zonnecellen direct gebruiken, opslaan in aparte accu’s of terugleveren aan het stroomnet. Nu nog van dat materiaal nog een echt werkende zonnecel maken. Lees verder →

‘Bakpoeder’ zorgt voor betere structuur organische zonnecellen

Geplaatst op door
Beantwoorden
Organische zonnecellen

Het effect van een co-vloeistof op twee kunststof componenten (een polymeer en fullerenen (afb: TU Eindhoven)

Zo ga er dagen, misschien wel maanden voorbij, zonder dat je aan bakpoeder denkt, laat staan dat je het gebruikt, en zo komt het keukeningrediënt twee keer op een dag voorbij: eerst als middel om kooldioxide af te vangen en dan als ingrediënt om het rendement van organische zonnecellen spectaculair te verbeteren (als je dat allemaal geloven mag). Bij de TU in Eindhoven zouden ze het rendement van organische zonnecellen kunnen worden opgekrikt kunnen verdubbeld of verdrievoudigd (normaal zou dat niet meer dan 5 tot 10% zijn tegen 15 tot 20% voor siliciumcellen).  Lees verder →

‘Blauwe’ cd-techniek goed voor zonnecellen

Geplaatst op door
Beantwoorden
a) Het overbrengen van de nanostructuur van een cd op de organische zonnecel b) het oppervlak van de zonnecel met nanostructuur (opname gemaakt door atoomkrachtmicroscoop) (afb:

a) Het overbrengen van de nanostructuur van een cd op de organische zonnecel
b) het oppervlak van de zonnecel met nanostructuur (opname gemaakt door atoomkrachtmicroscoop) (afb: Nature Communications)

Wat hebben ‘blauwe’ cd’s (blu-ray) met zonnecellen te maken? Nou, niet zo erg veel. Wel blijkt dat de nanostructuur zoals die op het blu-ray-cd voorkomen, de opgeslagen informatie in reeksen enen en nullen, het absorptievermogen en daardoor de opbrengst van zonnecellen te verhogen. Het was al bekend dat een heel fijne structuur op het oppervlak van de zonnecel het rendement ervan verhoogd. Hoe die structuur er uit moest zien was minder duidelijk, maar nu hebben onderzoekers van de Amerikaanse Northwestern-universiteit uitgevonden dat de structuur van een blauwe cd prima werkt. De absorptie van de organische zonnecel verbeterde daardoor met 21,8%, en het rendement met bijna 12%. Iets soortgelijks zou ook voor siliciumcellen gelden, denken de onderzoekers. Lees verder →

Zonnecellen van perovskiet ontdaan van lood

Geplaatst op door
Beantwoorden

TinperovskietzonnecellenDe perovskitische zonnecellen vormen de grote hoop van de ‘zonaanbidders’ dat die dingen (de zonnecellen, dus) nu eindelijk eens doorbreken met (beloofde) rendementen tot wel 50%. Perovskiet was de nieuwste openbaring op dit terrein. Een probleem is echter dat het beloftevolle loodperovskiet nogal giftig is. Tinperovskiet (tin in plaats van lood) zou een schoner alternatief zijn, maar dat levert zonnecellen op met een armzalig rendement van 6%. Onderzoekers putten hoop uit de gedachte dat loodperovskiet ook zo bescheiden begonnen is. Lees verder →