Sluitstuk | Brandstof uit nanodraadjes
Met nanodraden van galliumfosfide wist de Engelse promovendus Anthony Standing zonlicht om te zetten in een ‘groene’ brandstof. Zijn werk in de groep Photonics and Semiconductor Nanophysics leverde hem dan ook een artikel op in het toonaangevende tijdschrift Nature Communications.
De nanodraden waar Anthony Standing mee werkte, waren zo’n honderd nanometer in doorsnede - duizend keer dunner dan een mensenhaar. Die flinterdunne draadjes zijn uitzonderlijk goed in staat om zonlicht om te zetten in elektriciteit, vertelt de Engelsman. “Zeker als je rekening houdt met hoe weinig materiaal je ervoor nodig hebt.”
Nu is dat maar goed ook, want de halfgeleider galliumfosfide waaruit de nanodraden zijn gemaakt, is allesbehalve goedkoop. “Daarom hebben we in onze groep een methode ontwikkeld om de nanodraden los te maken van de ondergrond waarop we ze laten groeien. Zo’n flinterdun plaatje galliumfosfide van tweehonderd micrometer dik en een doorsnede van tien centimeter kost namelijk al zo’n tweehonderd euro. Die wil je graag kunnen hergebruiken.” Standing kreeg het voor elkaar om veel dunnere nanodraadjes te ‘oogsten’ dan voorheen mogelijk was.
Toen hij begon aan zijn onderzoek, werkten de nanodraden nog lang niet zo goed als conventionele zonnepanelen. Sindsdien heeft hij de efficiëntie van de nanodraden echter weten te verduizendvoudigen, zodat ze nu zo’n tien keer beter werken dan conventionele zonnepanelen. Met zijn nanodraden vestigde hij naar eigen zeggen uiteindelijk een ‘wereldrecord’ waterstofproductie uit zonne-energie met galliumfosfide. “De efficiëntie ligt boven de tachtig procent van het theoretisch maximum”, vertelt Standing. “Dat is uitzonderlijk hoog, zeker als je in ogenschouw neemt dat je voor dit theoretisch maximum het zonnepaneel op het absolute nulpunt van -273 graden zou moeten houden. Dat is uiteraard niet realistisch.”
Eerste auteur
Bovengenoemde resultaten leidden vorige zomer zelfs tot een publicatie in Nature Communications, met Standing eervol als eerste auteur. Toch eindigt de academische carrière van Standing na zijn promotie. Hij en zijn Nederlandse vrouw, die hij in Cambridge leerde kennen en voor wie hij ooit naar Nederland kwam, hebben vorige maand een zoontje gekregen. “Mede daarom heb ik geen zin om als postdoc de wereld over te trekken.”
De Engelsman heeft hier inmiddels een baan gevonden als consultant voor een bedrijf in conventionele zonnepanelen. “Uiteraard snap ik ook hoe die panelen werken, en ik heb ervaring met het testen van zonnecellen. Dat kan bijvoorbeeld door er een spanning op te zetten en te kijken naar het licht dat ze dan uitzenden; in ‘reverse mode’ als het ware.”
Standing gelooft in een toekomst voor nanodraden, zegt hij. “Ze hebben veel voordelen, maar ik verwacht wel dat het nog zeker tien jaar zal duren voordat je ze in commerciële zonnecellen kunt aantreffen.”
Discussie