We kennen zonnepanelen al langer voor de productie van elektriciteit of warm water. Maar als het aan enkele bollebozen van de Technische Universiteit Eindhoven ligt, leggen we over enkele jaren panelen op ons dak die waterstof produceren. Dat waterstof kan dan dienen als brandstof voor onze wagen of voor de brandstofcel waarmee we de woning verwarmen en warm water produceren. Een nieuwe, veelbelovende stap in zelfvoorzienend zijn.
Onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven hebben een prototype klaar van een zonnepaneel dat zonne-energie omzet in waterstof. Het paneel maakt daartoe gebruik van galliumfosfide als alternatief voor sillicium dat vandaag gebruikt wordt in zonnepanelen. Het grote verschil tussen beide materialen is dat galliumfosfide een samengestelde semigeleider is. Het is met andere woorden gemaakt uit meerdere elementen van verschillende groepen uit de periodieke tafel (tabel van Mendeljev).
Alles-in-één zonnepaneel
Dankzij het gebruik van deze samengestelde semigeleider is het mogelijk een chemische reactie uit te lokken in het zonnepaneel wanneer er zonlicht op schijnt. Die reactie splitst water in waterstof en zuurstof door middel van elektrolyse. Dat proces kunnen we vandaag ook al opstarten met een gewoon zonnepaneel en een batterij, maar het is omslachtig en duur. Het zonnepaneel met galliumfosfide voert het volledige proces zelf uit: het zet zonne-energie in elektriciteit en gebruikt die vervolgens om via de elektrolyse water om te zetten in zijn basisbestanddelen waterstof en zuurstof.
Rooster
Het nieuwe zonnepaneel zal er wel niet uit zien zoals de panelen die vandaag op onze daken liggen. Galliumfosfide is immers niet zo goed in het absorberen van zonlicht wanneer het in dergelijke panelen wordt toegepast. De onderzoekers ontdekten dat er betere resultaten te bereiken vallen wanneer de semigeleider in een rooster uit erg dunne draadjes wordt opgebouwd. De researchers streven nu naar een efficiëntie van 15 procent, dat is vergelijkbaar met de efficiëntie van een klassiek zonnepaneel met batterij.
Voordeel waterstof
Het nadeel van de huidige fotovoltaïsche zonnepanelen is dat ze veel energie leveren wanneer we die eigenlijk niet nodig hebben. Het opslaan van die overproductie aan elektriciteit is nog niet efficiënt en bovendien duur. Door de elektriciteit om te zetten in waterstof, krijgen we een brandstof die wel op ieder moment bruikbaar is: ’s nachts, in de winter, … Ze kan ook gebruikt worden voor de wagen of zelfs vervoerd worden. Op grote schaal zijn dan bestaande pijpleidingen en tankers inzetbaar. Bovendien kan waterstof – bijvoorbeeld na transport – opnieuw omgezet worden in elektriciteit. Een laatste pluspunt: de nieuwe brandstofcel heeft het potentieel om (nog) goedkoper te zijn dan de fotovoltaïsche zonnepanelen.
