21-07-2015 12:20 | Door: Thijs ten Brinck

Een onderzoeksteam van de TU Eindhoven en de Stichting FOM heeft een zonnecel ontwikkeld die zonlicht direct omzet in waterstof. Het prototype is tien keer productiever dan eerdere pogingen.

De onderzoekers van FOM (Fundamenteel Onderzoek der Materie) en de Technische Universiteit Eindhoven noemen hun creatie een zonnebrandstofcel.

nanokegels

Het Eindhovense team maakt gebruik van nanodraden van het halfgeleidermateriaal galliumfosfide (Gap), dat ook in LEDs wordt toegepast. “Voor de nanodraden hebben we 10.000 keer minder materiaal gebruikt dan voor normale platte zonnecellen”, zegt onderzoeksleider Erik Bakkers. “Dat maakt dit concept in potentie een heel stuk goedkoper.”

Dankzij de nanostekels is het rendement 1.000 procent hoger dan in platte GaP-zonnebrandstofcellen. Het onderzoek is gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Nature Communications.

Betaalbare zonnebrandstofcel

Hoewel de Eindhovense zonnebrandstofcel met een efficiëntie van 2,9 procent alle records voor de directe productie van waterstof met galliumfosfide heeft gebroken, is het rendement van indirecte waterstofproductie met zonlicht voorlopig hoger. Een normaal zonnepaneel, met een rendement van 18 procent, gekoppeld aan een elektrolyse-installatie met een efficiëntie van 60 tot 80 procent, produceert al snel vier keer meer waterstof.

De onderzoekers verwachten dat het rendement van de zonnebrandstofcel verder zal stijgen. Samen met het lage materiaalgebruik wordt de directe waterstofproductie daardoor op termijn goedkoper dan de bestaande indirecte route.

Bakker denkt dat een economie die draait op solar fuels in de toekomst niet om galliumfosfide heen kan. “Galliumfosfide kan ook zuurstof aan het water onttrekken”, zegt Bakker. “Dus dan heb je de basis voor een brandstofcel die zonne-energie direct op kan slaan voor later gebruik.”

Ook het Duitse Helmholtz-Centrum werkt aan een directe methode om waterstof te produceren met zonne-energie.

Bron: TU EIndhoven, Brainport | Foto: TU/e, Ilena Gecan, via Flickr Creative Commons (Cropped by Duurzaambedrijfsleven)