Spinozapremie voor onderzoek naar organische zonnecellen

De Spinozapremie wordt sinds 1995 jaarlijks toegekend aan grensverleggende wetenschappers die verbonden zijn aan een Nederlandse universiteit en tot de top van de wetenschap behoren. De prijs is een eerbewijs en tegelijk een aanmoediging voor verder onderzoek. Eén van de winnaars in 2015 is de aan de TU Eindhoven verbonden hoogleraar René Janssen voor zijn onderzoek naar organische zonnecellen.

Spinozapremie

De Spinozapremie wordt door de NWO (Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek) jaarlijks toegekend aan maximaal vier wetenschappers die werkzaam zijn aan een Nederlandse universiteit en hun sporen reeds (internationaal) hebben verdiend in hun specialisme. De premie is de belangrijkste wetenschappelijke onderscheiding die Nederland kent en wordt wel gezien als de Nederlandse versie van de Nobelprijs. De hoogte van het toegekende geldbedrag is sinds 2009 verhoogd naar 2,5 miljoen euro. De winnaars mogen het bedrag naar eigen inzicht besteden aan hun onderzoek.

Toekenning 2015

De vier Spinozapremies voor 2015 zijn toegekend aan René Janssen (natuurkundige en hoogleraar van de Technische Universiteit Eindhoven), Aad van der Vaart (wiskundige van de Universiteit Leiden), Cisca Wijmenga (geneticadeskundige van het UMC Groningen en de Rijksuniversiteit Groningen) en Birgit Meyer (cultureel antropoloog aan de Universiteit Utrecht).
De prijzen zijn op 14 september 2015 uitgereikt in de Nieuwe Kerk in Den Haag. Tijdens deze uitreiking hebben de vier wetenschappers hun onderzoek en de plannen die ze hebben met de premie gepresenteerd.

Bekende laureaten uit het verleden

De prijs is genoemd naar de Nederlandse filosoof Baruch Spinoza (1632-1677), bestaat sinds 1995 en is tot 2015 aan 77 wetenschappers toegekend. Tot de laureaten behoren ook enkele inmiddels bekende Nederlanders zoals minister van Binnenlandse Zaken en Koninkrijksrelaties Ronald Plasterk en universiteitshoogleraar Robbert Dijkgraaf. Plasterk krijgt de prijs in 1999 vanwege zijn onderzoek op het gebied van de moleculaire biologie en Dijkgraaf in 2003 voor zijn onderzoek in de mathematische fysica. Hij is bij het grote publiek met name bekend door zijn wetenschappelijke colleges voor het programma ‘De wereld draait door’.

Prof. dr. ir. René Janssen doet onderzoek naar organische zonnecellen

Prof. dr. ir. René Janssen, geboren in 1959, is hoogleraar van de Technische Universiteit Eindhoven op het gebied van Moleculaire Materialen en Nano-systemen. Hij doet onderzoek naar de ontwikkeling van de organische, de zogeheten ‘plastic’ zonnecel en naar de mogelijkheden tot de opslag van zonne-energie in vloeibare brandstoffen (de ‘solar fuels’). Voor zijn onderzoek naar solar fuels ontvangt Janssen in 2013 van de Europese onderzoeksorganisatie ERC een Advanced Grant van eveneens 2,5 miljoen euro.

Plastic zonnecel

Janssen wint de Spinozaprijs voor het onderzoek dat hij en zijn medewerkers doen naar organische zonnecellen. In deze zonnecellen is de actieve laag, dat is de laag die het licht omzet in elektriciteit, gemaakt van plastic. De traditionele zonnecellen zijn gemaakt van silicium, een relatief duur en zwaar materiaal.

Volgens Janssen staat plastic niet bekend als geleidend materiaal. ‘In bepaalde omstandigheden en met de juiste moleculen is het echter wel geleidend waardoor het geschikt is als grondstof voor zonnecellen. De materialen die daarvoor nodig zijn (koolstof, waterstof, stikstof en zuurstof), zijn onuitputtelijk.’

Het mechanisme van het tweede oplosmiddel

Zowel organische als plastic zonnecellen werken doelmatiger als tijdens het fabricageproces ervan een tweede oplosmiddel wordt toegevoegd. Lange tijd was onduidelijk waarom dit het geval was, maar in februari 2015 publiceert het Technisch Weekblad (TW) een artikel waarin wordt vermeld dat het raadsel hieromtrent is opgelost. Onder leiding van René Janssen hebben onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven verschillende technieken gebruikt om het vormingsproces nauwkeurig vast te leggen waardoor de precieze werking van het tweede oplosmiddel werd ontdekt. Doordat nu duidelijk is hoe dit voorheen onbekende mechanisme werkt, denkt Janssen dat dit mogelijk tot goedkopere zonnecellen kan leiden.
‘Fabrikanten met deze optische technieken kunnen zo al tijdens het productieproces zien of hun zonnecellen aan de gestelde prestatie-eisen voldoen’, aldus Janssen in TW.

Veel toepassingsmogelijkheden voor organische zonnecellen

Organische zonnecellen kunnen onder meer worden gebruikt in elektrische auto’s, in zonweringen, in ramen van huizen en in gebruiksvoorwerpen. Het onderzoek van Janssen gaat vanwege de vele toepassingsmogelijkheden niet onopgemerkt voorbij aan de industrie en wetenschap.
De voordelen van de organische zonnecel ten opzichte van de gangbare silicium-zonnecel:

• goedkoper in productie;
• dunner;
• flexibel, buigzaam;
• rekbaar;
• verkrijgbaar in meerdere varianten (bijvoorbeeld (semi)transparant en in verschillende kleuren);
• breed toepasbaar (integreerbaar in o.a. gebouwen, ramen, diverse gebruiksvoorwerpen).

Onvoldoende rendement

Naast deze voordelen is het grootste nadeel op dit moment de lage opbrengst; de cel biedt nog onvoldoende elektriciteit/energie. Het energieverlies dat nu nog optreedt bij de diverse stappen in het omzettingsproces moet tot een minimum worden teruggebracht. De lage opbrengst is een belangrijke reden dat de organische zonnecel nog niet commercieel wordt gebruikt.
De toegekende premie zal worden aangewend om het rendement te verhogen. ‘Een veelbelovende mogelijkheid is om de energie uit zonnecellen op te slaan in chemische verbindingen op moleculair niveau’, aldus het NWO. Daarnaast zal met zonnebrandstoffen onderzoek worden gedaan om direct met zonlicht chemische verbindingen tot stand te laten komen waarmee energie is op te slaan voor hergebruik.

Zonne-energie

René Janssen zegt dat hij wordt gedreven om de overgang naar onuitputtelijke en duurzame energiebronnen mogelijk te maken, om met kunststof duurzame energie op te wekken. De bedoeling is zonne-energie uiteindelijk breed en wereldwijd toepasbaar te maken. Volgens Janssen zal het nog zeker tien jaar duren voordat de consument buigzame organische zonnepanelen zal kunnen gebruiken.