‘Competitie is gezond, maar samenwerking maakt het verschil’

Wat is jouw wetenschappelijke domein?
‘Ik promoveerde in 2001 als chemicus aan de Universiteit van Bari. Direct daarna ging ik, met een beurs vanuit het Europese Marie Curie-programma, aan de slag als postdoc technische natuurkunde aan de TU/e. Inmiddels ben ik professor, combineer beide vakgebieden en focus me op processen op atomaire schaal voor de energietechnologieën.’

Wat is je doel?
‘We ontwerpen en ontwikkelen dunne lagen en interfaces op nanoschaal door middel van atomic layer deposition (ald). Zo dragen wij bij aan de ontwikkeling van de energieconversie- en opslagtechnologieën van de toekomst: tandemzonnecellen met een hoog rendement, veiligere batterijen met een hoge energiedichtheid, direct CO2-capture en elektrokatalyse die compatibel is met intermitterende energiebronnen zoals wind- en zonne-energie – en dus ook aan het waarmaken van de energietransitie. Dit is allemaal mogelijk bij de TU/e dankzij het brede netwerk van wetenschappers die hun expertise en kennis met elkaar delen binnen Eindhoven Institute for Renewable Energy Systems (EIRES).’

Hoe ver weg zijn die nieuwe technologieën?
‘Met technology readiness levels van 2 tot 4 zijn ze nog ver van commercialisatie. Het gaat ook niet alleen om het creëren van technologie die werkt. Ze moet maakbaar en kostenefficiënt zijn. Circulariteit is een belangrijk aspect; materiaalkeuze, de footprint van productieprocessen en recyclebaarheid bijvoorbeeld. Er moet dus aan vele eisen worden voldaan.’

Jij werkt onder meer aan perovskiet zonnecellen.
‘De belofte is groot. Je hebt voldoende aan een dunne laag perovskiet-absorber om een zonnecel te creëren. En je kunt het met een siliciumzonnecel combineren om een hoger rendement te bereiken. Opschaling is echter nog een issue. Daarnaast wil ik de stabiliteit verbeteren. Nog een uitdaging is zonder lood, dat in de perovskiet-compositie aanwezig is, te werken. Er zijn dus nog grote uitdagingen te overwinnen voordat ze op de markt komen. We onderzoeken ladingstransportlagen voor een goed en selectief transport van elektronen en holtes in de perovskiet zonnecel.’

Hoe zie jij de huidige batterijtechnologie?
‘Moderne lithium-ionbatterijen – die onder andere in auto’s, laptops en sommige thuisbatterijen zitten – zijn gewoon goed. Tegelijkertijd is er ruimte voor verbetering, allereerst wat betreft veiligheid. Er wordt gewerkt met een vloeibaar elektrolyt waarin een reactie kan ontstaan, bijvoorbeeld als gevolg van beschadiging. Als die uit de hand loopt, kan dat uitmonden in een hevige brand of ontploffing. Je wilt die dus vervangen door een vastestof-elektrolyt. Daarnaast moet de energiedichtheid omhoog, onder andere om de elektrificatie van heavyduty-voertuigen, scheep- en luchtvaart mogelijk te maken. Bovendien is er nog veel winst te behalen op het gebied van recyclebaarheid en moeten we echt met kobalt gaan stoppen. Dat alles vergt onder andere onderzoek naar het toeppassen van nieuwe materialen en chemie. Mijn groep werkt binnen het Battery NL-project aan interfaces en dunne lagen om batterijen veiliger te maken’.

Lees het volledige artikel hieronder in de december 2023-editie van Storage Magazine.