FOM honoreert twee projecten binnen Joint Solar Programme
Stichting FOM heeft twee projecten gehonoreerd binnen het Joint Solar Programme, dat als doel heeft het rendement van zonnecellen drastisch te verhogen en de kosten van zonnestroom te verlagen. Prof.dr.ir. Richard van de Sanden (DIFFER) gaat een project leiden om de opslagcapaciteit van lithium-ion batterijen te verbeteren met behulp van silicium nanokristallen. Projectleider dr. Wilfried van Sark (Universiteit Utrecht) wil het rendement verhogen van luminescente zonneconcentratoren, een mogelijk goedkoop alternatief voor traditionele zonnepanelen. Het totale budget van de twee projecten is € 178.000, waarvan FOM € 100.000 bijdraagt en de rest afkomstig is van de industriële partners Roth & Rau B.V. en AdTech.
De nieuwe projecten brengen eerdere resultaten van het Joint Solar Programme dichter tot een toepassing. FOM financiert de projecten met de zogenaamde TKI-toeslag die haar is toegekend door het Topconsortium voor Kennis en Innovatie van de Topsector High Tech Systemen en Materialen. De TKI-toeslag is een stimuleringsmaatregel van de overheid voor publiek-private samenwerkingen. Het Joint Solar Programme is een mooi voorbeeld van zo'n samenwerking, waarin FOM samenwerkt met verschillende industriële partners. Op het YouTube-kanaal van FOM vindt u een kort videofragment over Physics & Industry at FOM.
Hieronder vindt u een samenvatting van de twee gehonoreerde projecten.
Plasma processing of silicon nanocrystals at scalable throughputs for high capacity lithium-ion battery applications
Projectleider: prof.dr.ir. Richard van de Sanden (DIFFER)
Industriële partner: Roth & Rau B.V.
Totaalbudget: € 125.000, waarvan FOM € 55.000 bijdraagt
Onderzoekers van FOM-instituut DIFFER, de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) en Roth & Rau willen de opslagcapaciteit van lithium-ion batterijen verhogen met behulp van silicium nanokristallen. Daarvoor ontwikkelen de fysici een techniek die de grootschalige productie van anodes van silicium nanokristallen mogelijk maakt. Deze anodes kunnen de capaciteit van lithium-ion batterijen tot een factor tien verbeteren. Dat zou een grote impact hebben op energieopslag in bijvoorbeeld elektrische voertuigen. Projectleider prof.dr.ir. Richard van de Sanden (directeur DIFFER): "Duurzame energie efficiënt opslaan is een van de belangrijkste uitdagingen voor de transitie naar duurzame energiebronnen. Met dit project willen we een grote stap maken in batterijen met een hoge capaciteit. Het einddoel van het onderzoek is een prototype dat we kunnen overdragen aan de industrie."
De drie partners onderzoeken hoe ze de nanokristallen van silicium gecontroleerd kunnen laten aangroeien vanuit een plasma, een geïoniseerd gas. Een postdoc zal binnen de onderzoeksgroep Plasma and Materials Processing van de TU/e de grootschalige productie van silicium nanokristallen onderzoeken, en testen hoe die zich gedragen bij herhaald opladen en ontladen met lithium. De industriële partner Roth & Rau is gespecialiseerd in geavanceerde productietechnieken en geeft toegang tot een plasma-opstelling die op industriële schaal silicium nanokristallen kan maken.
Record efficiency quantum dot luminescent solar concentrator
Projectleider: dr. Wilfried van Sark (Universiteit Utrecht)
Industriële partner: AdTech
Totaalbudget: € 53.000, waarvan FOM € 45.000 bijdraagt
Onderzoekers van de Universiteit Utrecht, de Technische Universiteit Eindhoven en het Italiaanse bedrijf Adtech willen met dit project het rendement van luminescente zonneconcentratoren verhogen. Luminescente zonneconcentratoren (LSC's) zijn een goedkoop alternatief voor de traditionele silicium zonnepanelen. Het recordrendement van LSC's, dat momenteel op 7,1 procent ligt, is echter sinds 2008 niet meer gebroken. Dit is voornamelijk vanwege diverse verliesfactoren die de opbrengst van de LSC's limiteren.
Wetenschappers hebben in de afgelopen jaren hard gewerkt aan een oplossing voor een van de belangrijkste verliesfactoren in LSC's, namelijk zelfabsorptie. In een LSC wordt zonlicht geabsorbeerd door luminoforen die het licht vervolgens met wat rood-verschuiving (een langere golflengte) uitzenden. Een andere luminofoor kan het rood-verschoven licht vervolgens absorberen als het absorptiespectrum en emissiespectrum sterk overlappen. Tijdens het voorgaande project 'Towards low-cost luminescent solar concentrators' binnen het Joint Solar Programme toonde promovendus Zachar Krumer aan dat zogenaamde type-II quantum dots niet gevoelig zijn voor zelf-absorptie.
Projectleider dr. Wilfried van Sark: "Met het nieuwe project willen we het recordrendement van LSC's verbeteren door zeer stabiele, hoge kwaliteit type-II quantum dots te gebruiken in een vloeibare LSC. We gaan voor een rendement van tien procent."
Contact
Prof.dr.ir. Richard van de Sanden, FOM-instituut DIFFER, +31 (0)30 609 69 14
Dr. Wilfried van Sark, Universiteit Utrecht, +31 (0)30 253 76 11
Dr. Victor Land, Stichting FOM, +31 (0)30 600 13 10