Op het moment dat de zon schijnt, heb je vaak het minst behoefte aan zonnestroom - je doet de verlichting pas aan als de zon ondergaat of achter de wolken verdwijnt. En ook de wind waait niet op bestelling. Dat gebrek aan controle over zon en wind wordt een probleem als deze duurzame energiebronnen een significant deel van de opgewekte stroom gaat uitmaken: het wordt dan lastig om het elektriciteitsnet stabiel te houden. Als we niet oppassen gaan de ‘renewables’ aan hun eigen succes ten onder.

“Op een zonnige en winderige dag wordt in Duitsland al bijna de helft van de stroom duurzaam opgewekt”, zo geeft René Janssen aan dat we het niet over een probleem van de verre toekomst hebben. “Je wilt een deel van die energie vastleggen in moleculaire brandstoffen, zoals methaan of ethanol, die je op een zelf te bepalen plek en tijdstip kunt aanspreken. Vooral vloeibare brandstoffen zijn een ideaal opslagmedium voor energie, omdat ze zo’n grote energie-inhoud per gewicht hebben.”

De eerste stap naar zo’n zonnebrandstof (‘solar fuel’) is het splitsen van water in waterstof en zuurstof. Dat kan met een proces dat elektrolyse wordt genoemd: hierbij wordt een elektrisch stroompje, bijvoorbeeld opgewekt in een zonnecel, door het water gestuurd. In een eventuele vervolgstap kan de geproduceerde waterstof worden gecombineerd met CO2 tot een volwaardige moleculaire brandstof.

Janssen schetst in dat kader de toekomst van zonne-energie: “Nu komt er alleen een stroomkabel uit je zonnepaneel, maar in de toekomst moet je hem kunnen aansluiten op het waternet, met een afvoer naar het gasnet.”

Zo ver zijn we nog lang niet, maar de universiteitshoogleraar is er al wel in geslaagd om met plastic zonnecellen uit zijn lab waterstof te maken uit water. “Daarmee hebben we bewezen dat het idee geen luchtfietserij is. Er moet nog wel veel aan verbeterd worden, en daar heb ik dan ook een Advanced Grant voor gekregen. Het is onder meer belangrijk om niet afhankelijk te zijn van schaarse materialen, zoals platina, voor de elektrodes.”

De groep van Janssen, Molecular Materials and Nanosystems (M2N), heeft de afgelopen jaren aangetoond dat het rendement van plastic zonnecellen kan worden verhoogd door cellen met een verschillende samenstelling op elkaar te plaatsen, zodat een groter deel van het zonnespectrum wordt benut. Een bijkomend voordeel hiervan is dat de opgewekte spanning eveneens relatief hoog is. “Het is alsof je batterijen in serie schakelt”, legt Janssen uit. “Je kunt de individuele spanningen optellen.”