TU/e laat zonnepanelen krimpen tot LEGO-blokjes, kleurrijke bouwstenen wekken stroom op

De blokken zijn bedacht door onderzoekers Michael Debije en René Janssen en dragen de naam Luminescent Electricity Generating Objects (LEGO). Ze zijn gemaakt van transparante kunststof met een fluorescerende kleurstof. Wanneer zonlicht het materiaal raakt, absorbeert die kleurstof een deel van het licht en zendt het opnieuw uit op een langere golflengte. Door een verschijnsel dat totale interne reflectie heet, blijft het licht binnen het blok terugkaatsen totdat het een zijkant bereikt, waar een perovskiet-zonnecel het omzet in elektriciteit. NWO financiert het project via het Open Technologieprogramma.

Stroom én chemie

‘Door de blokken met elkaar te verbinden, kunnen we meer stroom en spanning opwekken, afhankelijk van hoe we ze aansluiten’, licht hoofdonderzoeker Debije toe. Naast de elektriciteitsvarianten ontwikkelen de onderzoekers ook blokken met minuscule vloeistofkanaaltjes. Het gevangen licht activeert daarin een katalysator in een stromende vloeistof, waardoor chemische reacties op gang komen, waaronder de productie van fijnchemicaliën. Zo kan hetzelfde blok functioneren als minicentrale voor zonne-energie of als kleine, door zonlicht aangedreven chemische reactor.

Allerlei vormen mogelijk

De technologie heeft een formele naam: luminescent solar concentrator (lsc). Die bestaat al tientallen jaren. Nieuw is de ambitie van de onderzoekers om haar te integreren in alledaagse objecten met een zelfstandige functie. ‘Voor de herkenbaarheid beginnen we met formaten en vormen die bekend zijn bij LEGO-gebruikers, maar er zitten geen grenzen aan de mogelijkheden’, aldus Debije.

De onderzoekers denken aan lsc’s in de vorm van parkbankjes, geluidsschermen, daken van bushokjes en ander straatmeubilair op plekken waar gewone zonnepanelen niet praktisch zijn: schaduwrijke omgevingen, of in objecten die regelmatig omgestoten of beschadigd raken. ‘Als je een dak hebt waar maximale opwek nodig is met minimale ruimte, gebruik dan een zonnepaneel. Op alle andere plekken zou je een lsc kunnen inzetten’, stelt Debije.

Eerst educatief, dan groter

Op korte termijn zien de onderzoekers de blokken als educatieve hobbykit, in samenwerking met een Canadees bedrijf dat elektrische bouwstenen voor het onderwijs maakt. De NWO-subsidie financiert een promovendus die samen met masterstudenten werkt aan simulatie en ontwerp. Op termijn willen de onderzoekers de LEGO-blokken inzetten als alternatief voor de batterijpacks in dergelijke systemen. Debije hoopt de productie uiteindelijk voldoende op te schalen voor een presentatie tijdens GLOW of de Dutch Design Week.