15-08-2019 13:55 | Door: Bas Joosse

Vuil en zand zijn funest voor het rendement van zonnepanelen. Onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven en Wageningen University & Research ontwikkelen nu een coating die het oppervlak van zonnepanelen zelfreinigend moet maken.

De coating bevat vloeibare kristallen, die met behulp van elektriciteit van vorm en functie kunnen veranderen. Door de coating kunnen de laklaagjes op zonnepanelen van tijd tot tijd trillen, waardoor vuil en zand van het oppervlak verdwijnen. In feite wordt het oppervlak daarmee zelfreinigend.

De vloeibare kristallen worden al langer toegepast in LCD-schermen, maar de onderzoekers verwachten dat ze in steeds meer coatings zullen verschijnen. “In ons onderzoek zitten de vloeibare kristallen vast in een dun hard laagje. Maar als je er stroom doorheen leidt, gaan de kristallen trillen en draaien en wordt het laklaagje zacht en beweeglijk”, zegt promovenda Hanne van der Kooij. Naast zonnepanelen is de coating ook geschikt voor autoruiten.

Hoogfrequente wisselstroom

Onderzoekers Dirk Broer en Danqing Liu van de TU Eindhoven ontdekten eerder dat de kristallen niet reageren op gewone wisselstroom uit het stopcontact, maar op hoogfrequente wisselstroom. Zij werken aan een flinterdunne coating op glas, waarmee ramen schoongehouden worden.

Lees ook: Slim glas verhoogt energie-efficiëntie in gebouwen

Van der Kooij ontdekte dat er drie stadia zijn tussen de stroomtoevoer en de vervorming van het materiaal. In de eerste fase gaan de vloeibare kristallen onder invloed van elektriciteit snel en onafhankelijk van elkaar trillen. In de tweede fase trillen de kristallen synchroon, wat ervoor zorgt dat het laklaagje zacht wordt. In de derde fase kan de coating hierdoor vervormen. Dit proces gebeurt op nanoschaal in een fractie van een seconde.

De Eindhovense onderzoekers gaan de wisselwerking tussen de vloeibare kristallen en de stroom nu verder verfijnen, met als doel om nog meer elektriciteit om te zetten in bewegingsenergie. Zo wordt het proces efficiënter en kunnen de coatings goedkoper en energiezuiniger gemaakt worden.

Zelfreinigend raam

Onderzoekers van het University College in Londen ontwikkelden eerder al een raam dat zelfreinigend kan zijn bij regen. Het glas beschikt over nanostructuren die lucht vasthouden, waardoor slechts een kleine hoeveelheid regenwater de oppervlakte van het raam bereikt en snel wegdruppelt. Het regenwater dat op het glasoppervlak druppelt, verwijdert mogelijke onzuiverheden op het glas. Bij conventionele ramen druppelt het regenwater minder snel weg en blijven er sporen achter.

Bron: Wageningen University | Afbeelding: Adobe Stock