Zoekresultaten voor: energie

Zwarte gaten vormen de droom voor iedere energietechnicus. Vrijwel alle massa die je er in gooit levert 30% of meer pure energie op, tientallen malen meer dan kernfusie, en het zwarte gat is zo koud, dat het thermodynamisch rendement vrijwel 100% is. Bron: Wikimedia Commons

Zwart gat ideaal voor energievoorziening

Het dichtstbijzijnde zwarte gat, A0620-00, bevindt zich op ongeveer 3000 lichtjaar afstand. Een verre reis dus, zelfs met de snelheid van het licht. Maar als zich daar eenmaal kolonisten hebben gevestigd, vormt een zwart gat de dankbaarste plaats voor een Kardashev-II level beschaving.

Daar zijn enkele goede redenen voor. Ten eerste, is een zwart gat zo ongeveer de efficiëntste energieomzetter die we kennen. Op massabasis haalt kernsplitsing ongeveer 0,1%, kernfusie haalt ongeveer 1,5% omzetting in energie. Zwarte gaten zijn  in staat om tientallen procenten van de massa in pure energie om te zetten. In tegenstelling tot kernfusie of kernsplitsing zijn zwarte gaten weinig kieskeurig wat betreft brandstof. Je kan evenveel energie uit ijzer, de energiearmste atoomkern, halen als uit waterstof of plutonium.

Zwarte gaten vormen de droom voor iedere energietechnicus. Vrijwel alle massa die je er in gooit levert 30% of meer pure energie op, tientallen malen meer dan kernfusie, en het zwarte gat is zo koud, dat het thermodynamisch rendement vrijwel 100% is. Bron: Wikimedia Commons
Zwarte gaten vormen de droom voor iedere energietechnicus. Vrijwel alle massa die je er in gooit levert 30% of meer pure energie op, tientallen malen meer dan kernfusie, en het zwarte gat is zo koud, dat het thermodynamisch rendement vrijwel 100% is. Bron: Wikimedia Commons

Ook de afvalenergie in de vorm van infrarood- en radiostraling kan je in het zwarte gat dumpen, waardoor je een enorm hoge thermodynamische efficiëntie kan bereiken. Zwarte gaten hebben namelijk een zeer lage temperatuur: voor een zwart gat zo groot als de zon, een tienmiljoenste kelvin. Dat is ongeveer zo koud als we met pijn en moeite in een geavanceerde opstelling met laserkoeling, magnetische confinement en gecontroleerde verdamping kunnen bereiken.  Kortom: hiermee kan je een extreem hoog thermodynamisch rendement bereiken. Vrijwel 100% van alle energie die vrijkomt, kan je nuttig gebruiken.

Een andere prettige kant van zwarte gaten is dat ze door relativistische effecten in de buurt van de waarnemingshorizon de tijd sterk vertragen. Als de Big Rip hypothese klopt, die zegt dat in de verre toekomst het heelal steeds sneller gaat uitzetten, kan je aan dit lot ontsnappen door steeds dichter tegen de waarnemingshorizon van het zwarte gat aan te kruipen.

Kortom: misschien is dat de reden dat we geen aliens zitten. Ze bevinden zich in orbit rond zwarte gaten en dumpen al hun afvalwarmte in het zwarte gat, wat ze voor ons vrijwel onzichtbaar maakt. Dysonsferen, waarbij alle straling van een ster wordt opgevangen, hebben vergeleken hiermee een zielig laag rendement.

 

Shimizu met zijn uitvinding. Bron: Challenergy.

Orkaan temmen als nieuwe energiebron

Katrina. Patricia. Ike. Het zijn maar enkele voorbeelden van orkanen met verwoestende gevolgen. Er komen bij orkanen hoeveelheden energie vrij, die overeenkomen met het energiegebruik van de halve wereld. Atsushi Shimizu heeft nu een methode ontwikkeld om deze energie af te tappen.

Verwoestende explosie van energie
Orkanen zijn in staat om over een enorme gebied verwoestingen aan te richten. Dat komt door de enorme hoeveelheid potentiële energie in vochtige, oververzadigde  lucht in een zware orkaan. Wat er bruto vrijkomt is 6,2 * 1014 watt, 620 terawatt. Dat is 40 maal het wereldenergieverbruik. Kortom: kunnen we dit verwoestende natuurverschijnsel temmen, dan zijn onze energieproblemen ook voor een groot deel opgelost.

Japan wordt geregeld geplaagd door zware orkanen, die weinig heel laten van in het westen ontworpen windmolens. Ook heeft het land nauwelijks inheemse energiebronnen. Geen wonder dus dat ingenieur Atsushi Shimizu nadacht over een manier om met het ene grote Japanse probleem, het andere probleem op te lossen. Met succes. Hij vond een type windmolen uit dat ook bij orkaankracht blijft functioneren. Dit ten koste van een lager rendement: 30% van de totale windkracht, in plaats van de 40% die klassieke windturbines opwekken.
De windmolens maken gebruik van het Magnuseffect: rotatie die wordt opgewekt via de Wet van Bernouilli.

Orkanen teisteren Japan meerdere keren per jaar. Alleen al in 2016 tot nu toe zes. Het hopen is nu op de volgende orkaan. De droom van Shimizu is dat zijn windturbines over heel Japan verspreid worden. De enorme piek aan elektriciteit moet dan om worden gezet in waterstof. Zo kan de enorme piek aan windenergie worden benut en kunnen de Japanners eindelijk iets positiefs halen uit deze natuurramp.

Shimizu met zijn uitvinding. Bron: Challenergy.
Shimizu met zijn uitvinding. Bron: Challenergy.
De gemiddelde grondtemperatuur in de Verenigde Staten is niet erg hoog. Airconditioning is onnodig, als je die kou benut in de zomer. Bron: EPA

Air conditioning, de grootste energieslurper: de oplossingen

In de hete Verenigde Staten ligt het energieverbruik dubbel zo hoog als in Nederland. Belangrijke oorzaak: de loeiende airco’s. Welke oplossingen zijn er?

Oorlog tegen hitte
In Nederland zijn we gewend aan hete huizen in de zomer. Wordt het te erg, dan schakelen we de ventilator van onder de 50 watt aan, of misschien een zelf in elkaar geknutselde swamp cooler. Zo niet aan de overzijde van de grote plas. De VS kent grotendeels een continentaal klimaat en een grote stad als New York ligt ter hoogte van Madrid. De zomers zijn er veel heter dan hier.

Airconditioning is een ecologische nachtmerrie, maar wordt razend populair. Bron: University of the United Nations
Airconditioning is een ecologische nachtmerrie, maar wordt razend populair. Bron: University of the United Nations

Als Amerikanen een probleempje hebben, dan wordt het ook meteen grootschalig aangepakt. Zo ook hier. Het gemiddelde Amerikaanse huis heeft zeker één airconditioning die een stroom koude lucht het huis inblaast. Er is alleen een vervelend nadeel. Air conditioning is een enorme stroomvreter. Duizend watt of meer voor een klein huis is al gauw het minimum. Dat gedurende zes uur per dag of meer. Het gevolg: dit jaagt de stroomrekening sterk op. Een Amerikaans huishouden is dan ook vele honderden euro’s per maand kwijt aan stroom. Voordeel is dan weer, dat mensen beter en geconcentreerder werken bij lagere kantoortemperaturen.

De gemiddelde grondtemperatuur in de Verenigde Staten is niet erg hoog. Airconditioning is onnodig, als je die kou benut in de zomer. Bron: EPA
De gemiddelde grondtemperatuur in de Verenigde Staten is niet erg hoog. Airconditioning is onnodig, als je die kou benut in de zomer. Bron: EPA

Leven van  het land
De Amerikanen, en andere bewoners van gebieden met een uitgesproken landklimaat zoals de Russen en Chinezen, kunnen het energiezuiniger aanpakken. De kou hoeft namelijk niet kunstmatig opgewekt te worden. Die is er al. In de grond. New York, bijvoorbeeld, heeft een gemiddelde grondtemperatuur van 10 graden Celsius. Zelfs het snikhete Californië heeft in de dichterbevolkte delen grondtemperaturen tussen de 14 en 20 graden. In combinatie met een warmtepompje uit een oude koelkast, betekent dit dat het huis vrijwel gratis gekoeld kan worden.

Goed voorbeeld voor de Derde Wereld
Op dit moment is de VS hét rolmodel voor de midden- en hogere klassen in zich ontwikkelende landen. Als de VS er in slaagt om af te kicken van de airconditioning en veel goedkopere en energiezuiniger alternatieven kiest, is dat niet alleen erg goed nieuws voor de veelgeplaagde working class Amerikanen, die dan meer overhouden. Ook de rest van de planeet neemt deze oplossingen dan over. Als bijvoorbeeld de Indiërs kiezen voor verwarming en koeling met aardwarmte, scheelt dat een grote ecologische ramp.

Minder ongelijkheid
Ook komt er zo ook veel hoogwaardige werkgelegenheid voor kleine installateurs en blijft er meer geld hangen bij de lage en middenklasse, in plaats van bij de 1% superrijken.

Bron
Debate: should air conditioning become uncool? – United Nations University, 2015

Traditionele hut in Algerije met zonnepaneel. Bron: Corbis

Video: de explosie van zonne-energie in Afrika

Jaar op jaar verdubbelt de hoeveelheid zonne-energie installaties in Afrika. Hiermee is zonne-energie een exponentiële technologie, die zelfs de allerarmsten in staat stelt te beschikken over elektriciteit voor mobiele telefoons en verlichting. Fossiele energie wordt steeds meer iets dat alleen rijken kunnen betalen.

In een groot deel van de wereld is de zon nu al de goedkoopste bron van elektriciteit, een deel dat elk jaar toeneemt en in 2020 meer dan 80% van de wereldbevolking zal betreffen.

Traditionele hut in Algerije met zonnepaneel. Bron: Corbis
Traditionele hut in Algerije met zonnepaneel. Bron: Robert Harding, Corbis
De zandraket in schone (links) en met tetracyclines vervuilde bodem (rechts). Bron: artikel.

Groep antibiotica tast energievoorziening cellen aan

Tetracyclines, een veel gebruikte groep antibiotica, blijkt een zeer negatief effect te hebben op bepaalde mitochondrieën, de energiecentrales van organismen met een celkern zoals planten, de mens en andere dieren. Ongeveer 40-50% van alle antibiotica die in de veeteelt wordt gebruikt, bestaat uit tetracyclines.

Tetracyclines: krachtig, maar gevaarlijk medicijn
Tetracyclines (tetra kukloi is klassiek Grieks voor “vier ringen”, vanwege de vier ringen naast elkaar in tetracylinemoleculen) behoren tot de krachtigste antibiotica. Ze werken breedspectrum tegen de meeste bacteriesoorten, hebben vrij weinig bijwerkingen  en worden daarom veel voorgeschreven. Helaas zitten er ook een schaduwzijde aan deze groep antibiotica. Ze remmen de groei van kinderen (vooral bot- en tandontwikkeling)  en komt van de moeder in moedermelk terecht. Tetracyclines veranderen van structuur en veroorzaken dan niervergiftiging als het medicijn te lang bewaard wordt.

De zandraket in schone (links) en met tetracyclines vervuilde bodem (rechts). Bron: artikel.
De zandraket in schone (links) en met doxycycline, een veel voorgeschreven tetracycline, vervuilde bodem (rechts). Bron: artikel.

Remming van plantengroei
Bij het lijstje van bijwerkingen kunnen nu ook zeer schadelijke gevolgen op in ieder geval één plantensoort (de enige die onderzocht is) en verschillende diersoorten, fruitvliegen, spoelwormen en muizen, genoemd worden. De groei van de zandraket (Arabidopsis thaliana) blijft zeer sterk achter in met tetracyclines vervuilde grond, zelfs bij zeer lage concentraties. Vee wordt volgepompt met antibiotica, vooral tetracyclines, die in mest terecht komen. In de VS, en vermoedelijk in Nederland ook, gaat 80% van alle antibiotica naar vee. Arabidopsis is de labmuis onder de planten.

De bacteriën in ons
De reden: tetracyclines verstikken mitochondrieën. In het verre verleden waren mitochondrieën zelfstandige bacteriën, die zich vestigden in eukaryote cellen: de voorouders van planten, dieren en de mens. Hier vormden ze welkome gasten: dankzij mitochondrieën kunnen cellen meer dan tien keer zoveel energie halen uit suikers en vetten. Deze extra energie maakt actieve, complexe cellen zoals spiercellen en zenuwcellen, kortom ons, mogelijk. Later in de evolutie werden mitochondrieën steeds meer uitgekleed: hun DNA zit nu bijna helemaal in de celkern, er zijn slechts enkele genen in de mitochondrieën zelf over. Toch blijven mitochondriën bacteriën. Dit effect is dus niet verrassend.
De onderzoekers wijzen ook op een bijkomend vervelend effect. Tetracyclines worden vaak in proeven gebruikt om bepaalde genen aan en uit te zetten. Nu ze de activiteit van mitochondrieën drastisch lijken te verstoren, kunnen, zo lijkt het, veel experimenten overgedaan worden.

Klein lichtpuntje
Is het gehele verhaal kommer en kwel? Nee. Naar blijkt, groeien met tetracycline behandelde organismen weliswaar langzamer, maar leven ze wel iets langer. Wellicht speelt dit effect ook bij mensen. De vraag is of deze extra levensjaren opwegen tegen het verlies van energie. Toch maar vegetariër worden?

Bronnen
1. Emmanuel Barraud, Antibiotics found to have unexpected effects on mitochondria, News Mediacom, Universiteit van Lausanne, 2015
2. Moullan et al., Tetracyclines Disturb Mitochondrial Function across Eukaryotic Models: A Call for Caution in Biomedical Research, Cell Reports (2015), http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2015.02.034

De zon is, 2% aardenergie uitgezonderd, de bron van alle energie, en dus ook de economie.

‘Energie veel belangrijker voor economische groei dan arbeid’

It’s the energy, stupid. Zo zou je de conclusie van Reiner Kümmel and Dietmar Lindenberger kunnen samenvatten. Uit hun onderzoek blijkt dat het zogeheten Solow residu in neoklassieke economische groeimodellen, de mysterieuze ‘factor X’, die voor een groot deel economische groei verklaart, wel eens goedkope energie zou kunnen zijn. Moeten we ophouden met dure banenplannen en een Ministerie van Energievoorziening oprichten?

Vrije energie
Energie is onvernietigbaar, tenzij het in massa wordt omgezet. Waar het in feite om gaat is niet zozeer energie, maar vrije energie, energie waarmee je nuttige arbeid kan verrichten. De ‘economie’ van het aardse ecosysteem draait om vrije energie. Planten zetten de vrije energie in zonlicht om in chemische energie, die door dieren, schimmels en microben weer om wordt gezet in afvalwarmte. Gelukkig voor ons, is het heelal (vier kelvin) veel kouder dan de aarde (gemiddeld 287 kelvin), waardoor de aarde de afvalwarmte makkelijk kan dumpen.

De zon is, 2% aardenergie uitgezonderd, de bron van alle  energie, en dus ook de economie.
De zon is, 2% aardenergie uitgezonderd, de bron van alle energie, en dus ook de economie.

Energie buitenproportioneel belangrijk
Economen zien vrije energie gewoonlijk niet als iets bijzonders, maar alleen als een grondstof, net als bijvoorbeeld metalen dat zijn. In neoklassieke groeimodellen zijn er twee hoofdfactoren die economische groei verklaren: arbeid en kapitaal. Kort gezegd: investeer je veel geld en zijn er veel arbeiders, dan moet volgens het boekje de economie de grond uit brullen. In klassiek-economische modellen krijgen kapitaal, arbeid en energie de wegingsfactoren 25%, 70% en 5%, omdat van alle kosten, 25% kapitaalkosten, 70% arbeidskosten en 5% energiekosten zijn. Kümmel en Lindenberger onderzochten of dit wel klopt. Ze bestudeerden de groeicijfers van de VS, Japan en Duitsland in de periode 1960-2000. Ze besteedden extra aandacht aan de beide oliecrises in 1973 en 1979. In de periode 1973-1975 daalde het energieverbruik met 7%. Volgens neoklassieke modellen, waarin energie immers voor slechts 5% meetelt, zou dit de economie 0,35% naar beneden laten gaan. In werkelijkheid bleek dit veel meer effect te hebben: rond de drie procent. Kortom: het klassieke model schiet ernstig tekort.

Thermodynamisch evenwicht
In het nieuwe model van Kümmel and Lindenberger staat het concept thermodynamisch evenwicht centraal. Economieën proberen bepaalde doelen, zoals algemeen welzijn of rijkdom, zo groot mogelijk te maken. Neoklassieke economen nemen aan dat er geen beperkingen zijn aan de combinaties van kapitaal, arbeid en energie. Zonder deze beperkingen, is outputelasticiteit gelijk aan het aandeel in de prijs.

In de praktijk zijn die beperkingen er uiteraard wel. Om die reden hebben Kümmel en Lindenberger in hun nieuwe model deze beperkingen opgenomen. In werkelijkheid kan een productiesysteem (fabriek, bedrijf etc.) maximaal op volle capaciteit werken, ook al staat de telefoon roodgloeiend. De mate van automatisering op een gegeven moment is afhankelijk van de hoeveelheden energie-omzetters en informatieverwerkers binnen het systeem. Wettelijke en sociale beperkingen plaatsen “zachte” beperkingen op productiefactoren, voornamelijk arbeid.
In het nieuwe model voorkomen deze beperkingen dat zich een evenwicht instelt.

Uiteraard is de hamvraag: hoe zorgen we voor meer economische groei en tegelijk minder werkloosheid en vervuilende uitstoot? De resultaten lijken er op te wijzen dat energie hier een centrale rol in speelt. “Binnen het huidige wettelijke raamwerk van de markt, hebben we economische groei nodig om werkloosheid te bestrijden,” aldus de twee.[1] “Economische groei die door energie wordt gestuwd, leidt op zijn beurt mogelijk tot toenemende milieuverstoringen, omdat volgens de Eerste en tweede Hoofdwet van de thermodynamica, geen arbeid verricht kan worden zonder energieomzettingen en ontstaan van entropie. Entropieproductie hangt samen met de uitstoot van hitte en deeltjes, voornamelijk kooldioxide, zolang de wereld doorgaat in het huidige tempo fossiele brandstoffen te gebruiken.”
Andere maatregelen die Kümmel aanbeveelt, is de belastingdruk gelijkmaken aan de outputelasticiteit. Dit zou inhouden dat de belasting op arbeid 10-20% procent van de belastingopbrengsten op moet leveren, die op kapitaal i.e. vennootschapsbelasting 30-40% en die op energie 40-50%. “Valsspelende” landen, bijvoorbeeld tax havens waar nauwelijks energiebelasting of vennootschapsbelasting wordt geheven, moeten door invoerheffingen op [producten en diensten alsnog bijdragen aan dit systeem. [2] Totaal anders dan nu dus, en denk ik geen onaardige oplossing.

Bronnen
1. Reiner Kümmel and Dietmar Lindenberger. How energy conversion drives economic growth far from the equilibrium of neoclassical economics.” New Journal of Physics. DOI: 10.1088/1367-2630/16/12/125008 (open toegang)
2. The Second Law of Economics: Energy, Entropy, and the Origins of Wealth, presentatie Kümmel voor ASPO, 2012

De solarcoin koppelt bankvrij betalen aan hernieuwbare energiebronnen.

Na de BitCoin: Betaal in zonne-energie met de SolarCoin

Na de BitCoin: Betaal in zonne-energie met de SolarCoin

Een nieuwe virtuele munteenheid is opgestaan: met de SolarCoin kan zonne-energie worden verhandeld. Het doel is om de kosten van zonne-energie omlaag te brengen.

Vorige maand is de SolarCoin in het leven geroepen, een decentrale en virtuele munteenheid die vergelijkbaar is met de bitcoin. Bedenker Nick Gogerty, oprichter van adviesbedrijf Thoughtful Capital Group, heeft de munt in het leven roepen om mensen te belonen als ze zonne-energie opwekken.

De solarcoin koppelt bankvrij betalen aan hernieuwbare energiebronnen.
De solarcoin koppelt bankvrij betalen aan hernieuwbare energiebronnen.

Groen label

SolarCoins zijn gekoppeld aan de kilowattuur, de eenheid van (zonne-)energie. Een SolarCoin staat gelijk aan de geverifieerde productie van 1 megawattuur aan zonne-energie. Producenten ontvangen Renewable Energy Certificates (REC’s, ook wel ‘groene labels’ genoemd) in ruil voor de geproduceerde energie. Volgsystemen registreren REC’s met een uniek nummer waardoor automatisch kan worden bijgehouden hoeveel energie is geproduceerd. De Thoughtful Capital Group zet daarna de REC’s om in SolarCoins.

Een klein deel van de SolarCoins wordt, net zoals bitcoins, gegenereerd door ‘mining’ via een netwerk van aaneengesloten computers.

Het maximum aantal solarcoins zal 98,1 miljard zijn.

Meer informatie: Duurzaambedrijfsleven.nl

Video: de toekomst van energievoorziening volgens Bill Gates

Bill Gates, ooit de rijkste man op aarde door zijn gevreesde softwareimperium Microsoft, houdt zich tegenwoordig vooral bezig met filantropie. Het grootste wereldprobleem is volgens Gates energietekort. Fossiele brandstoffen worden schaars, lijden nu al tot milieuvervuiling en steeds stijgende CO2-gehaltes in de atmosfeer. Zonne-energie ziet hij als onvoldoende betrouwbaar: alle batterijen op aarde kunnen slechts tien minuten van alle op aarde geproduceerde elektriciteit opslaan. In plaats daarvan heeft hij een nieuwe manier gevonden om het progressieve deel van de bevolking op de kast te krijgen: kernenergie. En wel de experimentele fast-breeder reactor zoals die door zijn pet project Terrapower wordt ontwikkeld.

Voor Nederland is dit van buitengewoon belang. Ons aardgas raakt snel op en zonne-energie is op onze breedtegraad nog niet erg praktisch.

Coöperatieve overvloed deel II: hernieuwbare energie

We leven in een spannende tijd, sommige mensen zeggen dat we ons in het centrum van een paradigma verschuiving bevinden. Anderen claimen zelfs dat we ons momenteel in niets minder dan een Shift of Ages bevinden waarbij 2012 het kantelpunt vormde en we sinds vele honderden jaren ons in een situatie bevinden waarin de positieve oftewel integratieve energie een beetje groter is dan de negatieve, of segregatieve energie.

Stel dat dit waar is en we overgaan van het oude tijdperk wat voornamelijk op competitie, bezit van, en schaarste is gebaseerd naar een nieuw tijdperk waarin coöperatie, toegang tot, en overvloed het dominante paradigma gaat worden. In deze serie artikelen een verkenning hoe we zo goed mogelijk vorm kunnen geven aan dit nieuwe paradigma.

Dit huis vangt simpelweg de zon die er al vanaf het begin der tijden op schijnt op en zet dat om in elektriciteit voor de bewoner. De zon is overal en daarmee is zonne-energie in potentie aanwezig in een overweldigende overvloed.. – Gazzat, Wikipedia

Na het eerste artikel wat het thema voedsel had nu een verkenning wat voor rol hernieuwbare energie in dit nieuwe paradigma kan gaan spelen. Het is inmiddels alweer een paar jaar geleden dat zonne-energie in Nederland door het break-even point heen ging voor consumenten. Vanaf dat moment werd het goedkoper om zelf zonnepanelen neer te leggen en je eigen energie op te wekken,  dan het kopen van energie bij een grote energiecentrale.

In Nederland zie je inmiddels in rap tempo telkens meer daken verschijnen met mooie vierkante blauwe panelen die de zon die hier altijd al op viel nu voor het eerst om weten te zetten in elektriciteit. Voor mensen die zelf nog vragen hebben over zonnepanelen is het dossier zonne-energie zeer interessant. Ze geven veel informatie en praktische tips over hoe je zelf zonnepanelen aan kunt schaffen.

Voor de mensen die zelf niet een geschikt dak hebben of inmiddels het eigen dak al vol hebben liggen en nog meer willen investeren in zonnepanelen of andere vormen van hernieuwbare energie, zijn er inmiddels verschillende coöperaties opgezet. Waarvan de windvogel.nl wellicht de meest bekendste is.  Deze coöperatie houdt zich zowel met zonne- als windenergie bezig en hoe mensen dat gezamenlijk kunnen financieren en er ook de vruchten van kunnen plukken. Hernieuwbare energietechnologie oogst energie die er altijd al is geweest maar we altijd verloren hebben laten gaan. Ondertussen hebben we de afgelopen 100 jaren de meest bloedige strijd onderling gevoerd over fossiele energievoorraden die schaars zijn en waar dus competitie om heerst.

De zon is een energiebron die tot aan het einde der dagen van de aarde volop hernieuwbare energie kan leveren. – Wikimedia Commons

De overstap naar hernieuwbare energie kan hele groepen mensen toegang geven tot een overvloed aan schone energie en het coöperatieve hierin zit onder meer ook in de kennis en technologieontwikkeling. Als we open source de technologie rond hernieuwbare energie gaan delen dan schiet iedereen daar flink wat mee op. Immers een 5% verbetering kan de energieoogst overal ter wereld doen toenemen. Daarbij ontwikkeld technologie voortdurend waardoor deze vormen van energie telkens beter oogstbaar worden en dus telkens goedkoper kunnen worden.  Hoe opener deze kennis en technologie onderling gedeeld gaat worden hoe sneller de rendementen omhoog gaan, hoe sneller de technologische kosten naar beneden gaan en hoe groter de totale oogst wordt.

Hoe kan onze wereld eruit gaan zien als we de overstap maken van schaarse fossiele energie waar nu flinke competitie over wordt gevoerd in onder meer oorlogen met miljoenen slachtoffers, naar hernieuwbare energievormen die overal op locatie te oogsten zijn en conflicten hierom dus volkomen overbodig worden en samenwerken en technologie delen juist wordt beloond?

Hoe denken mensen hier hierover en zijn er nog meer goede initiatieven die in deze paradigma shift de aandacht verdienen wanneer het aankomt op hernieuwbare energie? Meningen en tips zijn van harte welkom!

Aanverwante informatie en artikelen:
-) Dossier zonne-energie
-) Coöperatie voor hernieuwbare energie in Nederland: De Windvogel
-) Hernieuwbare energie inplaats van oorlog
-) Zonne-energie voor consumenten in NL al meer dan 40% goedkoper
-) Coöperatieve overvloed deel I: Voedsel

Zal perovskiet-gebaseerd materiaal voor zonnecellen de mensheid eindelijk verlossen van de wurggreep van fossiel?

Onderzoekers bereiken grote doorbraak zonne-energie

Zonnepanelen die per watt maar een vijfde kosten van de huidige generatie, maar wel met een bijna even hoog rendement worden spoedig mogelijk. Dat meldt het wetenschappelijke tijdschrift Science, op basis van onderzoek van de vooraanstaande Nanyang Technical University in Singapore. Wordt zonne-energie straks zo goedkoop dat we het niet eens meer hoeven op te slaan?

Vijf maal goedkoper per watt
De volgende generatie zonnecellen, gemaakt van anorganisch/organische hybride perovskiet-gebaseerde materialen, is ongeveer vijfmaal goedkoper dan de huidige dunne film zonnecellen door een eenvoudiger, op een oplossing gebaseerd productieproces. Van perovskiet, een in de natuur hun veelvoorkomend mineraal, was al eerder bekend dat het opmerkelijk geschikt is om zonnecellen van te bouwen: tot 15% van het zonlicht wordt in elektriciteit geconverteerd. Dit ligt dicht in de buurt van de efficiëntie van de meest verkochte commerciële zonnepanelen, rond de 17%.  Onderzoekers wisten tot nu toe niet waarom.

Zal perovskiet-gebaseerd materiaal voor zonnecellen de mensheid eindelijk verlossen van de wurggreep van fossiel?
Zal perovskiet-gebaseerd materiaal voor zonnecellen de mensheid eindelijk verlossen van de wurggreep van fossiel? Bron: Wikimedia Commons

Daarom is perovskiet zo efficiënt
In het nieuwe onderzoek, door acht onderzoekers van de NTU in samenwerking met Michael Grätzel (bekend van zijn op fotosynthese-achtige processen gebaseerde zonnecellen), is nu ontdekt wat perovskiet zo efficiënt maakt. Op dit moment wordt deze nieuwe kennis toegepast door het Energy Research Institute @ NTU die een commercieel prototype van de perovskiet zonnecel ontwikkeld in samenwerking met het Australische bedrijf Dyesol Limited. Bij het onderzoek werd gebruik gemaakt van uiterst nauwkeurige apparatuur, waaronder een femtosecondelaser die het gedrag van elektronen en materie op femtoschaal uiterst nauwkeurig kon vastleggen. De groep ontdekte dat in perovskietmaterialen de elektronen, die los worden geslagen door de fotonen in zonlicht, veel verder kunnen reizen dan in andere materialen. Daardoor kan de perovskietlaag dikker worden, immers de elektronen kunnen verder reizen naar de elektronvangende metalen geleider. omdat de laag dikker kan zijn, wordt meer licht geabsorbeerd en produceert de zonnecel meer elektriciteit. De onderzoekers pasten een simpel productieproces toe, gebaseerd op het indrogen van een oplossing.

Bestaande zonnecellen overtroffen
Nu precies bekend is hoe perovskietmaterialen zich gedragen en wat het werkingsprincipe is, zijn technici in staat om het gedrag van de nieuwe zonnecellen af te strellen en de efficiëntie zo te verbeteren. Een van de leden van het team, Matthews, denkt dat uiteindelijk zelfs de performance van dunne-cel zonnepanelen geëvenaard en overtroffen kan worden met tot 20% efficiëntie. â€œThe excellent properties of these materials, allow us to make light weight, flexible solar cells on plastic using cheap processes without sacrificing the good sunlight conversion efficiency.” in zijn woorden.

Bronnen
1. NTU scientists make breakthrough solar technology, NTU Press Release, 2013
2. Nripal Mathews, Grätzel et al., Long-Range Balanced Electron- and Hole-Transport Lengths in Organic-Inorganic CH3NH3PbI3, Science (2013)