Universiteit Twente werkt aan nieuwe zonnecel die energie opslaat in chemische bindingen

Zhu’s werk, PhD-student in de PhotoCatalytic Synthesis Group, is onderdeel van het Advanced Research Center for Chemical Building Blocks (ARC CBBC). Dat is mede opgericht en gefinancierd door de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) en het Nederlandse ministerie van Economische Zaken en Klimaat.

Koolstofdioxide en fotokatalysator
Zhu werkt niet aan de meest bekende zonnecellen voor zonnepanelen – siliciumzonnecellen – maar aan speciale energiecontainers die de energie uit zonlicht zowel opvangen als opslaan.

Deze containers maken gebruik van bronnen zoals water en koolstofdioxide en een stabiele fotokatalysator. Een fotokatalysator is een materiaal dat zonlicht kan absorberen en de chemische reactie kan uitvoeren. Er zijn 2 verschillende soorten fotokatalytische systemen: op poeder gebaseerde en op elektroden gebaseerde fotokatalysatoren. Een andere naam voor de laatste is de foto-elektrochemische cel, het type waarop Zhu zich richt.

Anode en kathode
Foto-elektrochemische cellen bestaan uit 2 elektroden, de fotoanode en de fotokathode. De fotoanode en de fotokathode werken in 2 kamers, gescheiden door een membraan dat de gevormde producten kan scheiden. ‘In mijn huidige onderzoek richt ik me op de dynamica van de ladingsoverdracht binnen de fotokathode, wat er gebeurt na de absorptie van licht. We hopen mogelijke redenen voor de huidige lage omzettingsefficiëntie aan het licht te brengen door meer inzicht te krijgen in het hele reactieproces, zodat we een efficiënte omzetting kunnen realiseren. Het is alsof je de fundering verstevigt voordat je een huis bouwt’, legt Zhu uit.

Zhu probeert de belangrijkste problemen die momenteel de efficiëntie in de weg staan, te verminderen of zelfs te elimineren. Hij optimaliseert de foto-elektroden en verbetert zo hun algemene prestaties, op weg naar een duurzamere toekomst.