Duurzame energiebonnen zijn de toekomst, maar hebben één groot nadeel: zonnepanelen leveren alleen energie als de zon schijnt en windmolens alleen als het waait.
Daarom moeten we nieuwe manieren ontwikkelen om elektriciteit op te slaan, totdat we die nodig hebben op bijvoorbeeld een bewolkte dag zonder wind.
Wetenschappers van de universiteit van Wisconsin-Madison hebben nu een apparaat ontwikkeld dat energie opvangt en opslaat. Het apparaat is zo effectief en goedkoop dat het in potentie ook voor particulier gebruik geschikt is – zelfs in armere delen van de wereld.
De zonne-flowbatterij combineert een zonnecel met chemicaliën die stroom kunnen opwekken.
Houdt zonne-energie honderden uren vast
Het apparaat vangt zonne-energie op met een zonnecel die bestaat uit de mineralen silica en perovskiet. De zonnecel heeft een effectiviteit van 20 procent; dat wil zeggen dat 20 procent van het opgevangen zonlicht wordt omgezet in elektrische energie.
Naast de zonnecel heeft het apparaat een zogeheten redox-flowbatterij die elektriciteit bewaart, totdat deze nodig is.
Een redox-flowbatterij werkt iets anders dan de standaard lithiumionbatterij in het smartphone of laptop.
Een lithiumionbatterij is gevuld met een elektrolytische vloeistof die de ionen die de elektrische spanning veroorzaken, heen en weer stuurt.
In een flowbatterij wordt de spanning echter opgeslagen in twee externe tanks met elektrolytische vloeistof. De vloeistoffen uit beide tanks worden pas bijeengebracht om met elkaar te reageren als er daadwerkelijk energie nodig is.
In de nieuwe zonnecelbatterij wordt de energie van de zonnecel gebruikt om de tanks van de flowbatterij op te laden en de energie op te slaan.
Een van de voornaamste voordelen van een flowbatterij is dat de spanning honderden uren kan worden opgeslagen. Daarnaast kan hij veel meer laadcycli doorlopen dan andere batterijen.
Een goedkoop alternatief voor particulier gebruik
De elektrische spanning wordt opgeslagen in externe tanks, en door grotere tanks te gebruiken, kan er meer spanning worden opgeslagen.
In tegenstelling tot bij een reguliere batterij, waarbij de behuizing bepalend is voor de capaciteit, is het vrij goedkoop om een grotere batterij te bouwen door tanks met een grotere capaciteit te gebruiken.
Hoogleraar scheikunde Song Jin (links) en promovendus Wenjie Li van de universiteit van Wisconsin-Madison zijn al jaren bezig met het verbeteren van hun zonne-flowbatterij.
De wetenschappers denken daarom ook dat deze batterij zeer geschikt is voor particulier gebruik – zeker op plekken waar de prijs een belangrijke factor is.
Het duurt nog wel even voordat de redox-flowbatterijen op de markt komen, maar deze nieuwe zonnecelbatterij is precies wat we nodig hebben als we willen dat de overstap op groen een succes wordt.