Nieuwe 'zonnebatterij' kan zonlicht direct opslaan zónder zonnepanelen: zonne-energie wordt makkelijker dan ooit
In dit artikel:
Chinese onderzoekers van Nanjing Tech University hebben een geïntegreerde zonne‑batterij ontwikkeld die zonlicht direct in chemische energie opslaat zonder tussenkomst van zonnepanelen of het elektriciteitsnet. In een studie in Electrochimica Acta beschrijven ze een solar redox flow battery (SRFB) die onder gesimuleerd zonlicht een zonne‑naar‑elektriciteit efficiëntie van 4,2% behaalt — laag vergeleken met conventionele systemen, maar veelbelovend voor een nieuw opslagparadigma.
Het systeem combineert foto‑opwekking en elektrochemische opslag in één apparaat. De onderzoekers gebruikten anthraquinon‑gebaseerde redoxchemie met de redoxparen 2,6‑DBEAQ (catholyte) en K4[Fe(CN)6] (anolyte) en plaatsten kleine triple‑junction amorf silicium foto‑elektroden (0,8 x 0,8 inch), gecoat met indiumtinoxide, als lichtabsorberende componenten. De fotokathode reduceert het catholyte onder belichting, terwijl het anolyte aan een koolstofelektrode wordt geoxideerd. Beide elektrolyten circuleren in externe tanks via een peristaltische pomp en worden van elkaar gescheiden door een Nafion‑ionenwisselmembraan om menging en ladingverlies te voorkomen.
In laboratoriumtesten onder een xenonlamp die één zon (100 mW/cm²) simuleerde, laadde de SRFB volledig op met alleen licht en kon daarna over tien cycli ontladen worden bij een stroomdichtheid van 10 mA/cm². De onderzoekers noemen de verbeterde chemische compatibiliteit tussen lichtopvang en opslagcomponenten een belangrijke stap om corrosie van foto‑elektroden en lage efficiënties die eerdere anthraquinon‑systemen hadden, te verminderen.
Waarom dit relevant is: direct omzetten van zonlicht naar chemische opslag kan energieopslag goedkoper en beter schaalbaar maken, vooral op plekken met beperkte ruimte of infrastructuur waar losse zonnepanelen plus batterijen minder praktisch zijn. De huidige 4,2% efficiëntie is nog niet concurrerend met standaard zonnepanelen gekoppeld aan lithiumbatterijen, maar de aanpak biedt ruimte voor optimalisatie — andere organische redoxkoppels, verbeterde foto‑elektroden en opschaling kunnen de prestaties aanzienlijk verbeteren.
Kortom: de SRFB van Nanjing Tech laat zien dat geïntegreerde oogst en opslag van zonne‑energie technisch haalbaar is en vormt een veelbelovende richting voor compactere en potentieel goedkoper te schalen opslagoplossingen.