Dit is gelukt dankzij een slim feedbacksysteem dat de productie automatisch langzamer of sneller maakt en nog geen 50 euro kost. Het gemiddelde rendement verbetert bovendien met ongeveer 20%.
Met hun ‘kunstmatig blad’ slaagden de onderzoekers onder leiding van de Eindhovense chemicus Timothy Noël er als eersten in om met zonlicht chemische reacties mogelijk te maken. Chemici dromen al tijden van deze mogelijkheid, maar eerder lukte het niet om de energie uit het zonlicht voldoende in de reactie te benutten.
De doorbraak schuilde deels in het gebruik van luminescent solar concentrators die een specifiek deel van het zonlicht in hun binnenste opsluiten. De tweede vondst was om in deze materialen zeer dunne kanaaltjes aan te brengen waar vloeistoffen doorheen gepompt worden. Dat stelt de vloeistoffen aan voldoende zonlicht bloot om chemische reacties te laten plaatsvinden. Aan de uiteindes van de kanaaltjes stromen vervolgens de eindproducten naar buiten.
Eén van de grootste praktische problemen om dit op grote schaal toe te passen is dat de zon niet altijd even sterk schijnt. Door bijvoorbeeld bewolking, maar ook gedurende dag varieert zonlicht in intensiteit en samenstelling. "Bij te veel licht krijg je ongewenste bijproducten en bij te weinig licht vinden de reacties niet of te langzaam plaats", legt Noël uit. "Idealiter past het systeem zich automatisch aan de hoeveelheid inkomend zonlicht aan."
Het nieuwe feedbacksysteem doet dat. Het bestaat uit drie relatief eenvoudige elementen: een lichtsensor meet de hoeveelheid licht dat de kanaaltjes bereikt; een microcontroller vertaalt dit signaal naar een pompsnelheid; en de pomp perst de vloeistoffen met die snelheid door de kanaaltjes. Dit alles kost bij elkaar nog geen 50 euro. Door met experimenten te bepalen welke pompsnelheid benodigd is bij welke lichtintensiteit konden ze de feedbackloop optimaliseren.
Naast een test in het lab onder kunstlicht hebben ze hun systeem ook buiten getest in natuurlijk zonlicht. Ingesteld op een rendement van 90% hield het systeem de productie een uur lang vrij stabiel tussen 86% en 93%. Hetzelfde systeem zónder feedbackloop varieerde tussen 55% en 97%. Het gemiddelde rendement was dankzij de feedbackloop toegenomen met ongeveer 20%.
Volgens Noël komt hiermee een goedkope en duurzame reactor aanzienlijk dichterbij die op grote schaal chemische producten als medicijnen kan maken, waar je ook maar wilt, met alleen zonlicht als energiebron.
Megaohmmeters op batterijen. Het aanbod werkplaatsuitrusting van TME omvat onder meer professionele apparaten van Fluke.…
De HCX oliepeilglazen van Elesa+Ganter bieden een geavanceerde oplossing voor industrieel onderhoud en productie. Deze…
Een kleinschalig en compact apparaat, Fuze, gebouwd door de Amerikaanse startup Zap Energy heeft plasma…
Al 15 jaar is het Festo Bionic Learning Network gefascineerd door vliegen. Het team heeft…
Kwantummechanische verschijnselen zoals radioactief verval, of algemener: ‘tunnelen’, vertonen intrigerende wiskundige patronen. Twee onderzoekers aan…
Een nieuwe ultragevoelige glasvezelsensor kan deeltjes met een diameter tot 50 nanometer detecteren. In de…