Zonnecel gecombineerd met supercondensator levert 24/7 stroom

Op het Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology in Zuid-Korea is een speciale condensator ontwikkeld die direct in de elektronica van zonnecellen is geïntegreerd. Hiermee zijn onderzoekers erin geslaagd om elektriciteit uit een fotovoltaïsch systeem te gebruiken zonder dat er een lokale aansluiting op het elektriciteitsnet nodig is. Dit betekent dat de energie van de zon alleen gebruikt hoeft te worden wanneer deze daadwerkelijk nodig is. Bovendien heeft de speciaal ontwikkelde condensator zo'n hoge vermogensdichtheid dat hij zelfs gebruikt kan worden om grote batterijen snel op te laden.

Om dit mogelijk te maken, is een speciaal nikkelschuim gemaakt en aangevuld met mangaan, kobalt, koper, ijzer en zink. Het resultaat is een sterk verhoogde geleidbaarheid en stabiliteit van de elektroden, met een hoge energiedichtheid van meer dan 35 wattuur per kilogram. Voor een accumulator zou dit een slechte waarde zijn. Voor een condensator is de waarde ongeveer drie keer zo hoog als in eerdere experimenten.

Een veel belangrijker aspect van een supercondensator is de vermogensdichtheid, die uitzonderlijk hoog is met 2,5 kilowatt en, in een andere opstelling, zelfs 12,3 kilowatt per kilogram.

Levensduur vergelijkbaar met zonnecellen

Daarbij komt nog een duurzaamheid van meer dan 5000 laadcycli, want uit het onderzoek bleek dat de resterende capaciteit daarna nog steeds 87,1% bedroeg. Dergelijke ultracondensatoren of supercondensatoren gaan dus veel langer mee als ze minder worden belast.

In tests zijn zelfs 100.000 cycli bereikt, afhankelijk van de omstandigheden. De condensator zou het dus zonder problemen moeten uithouden met een fotovoltaïsch systeem dat 20 of 25 jaar gebruikt kan worden. Door het typische spanningsverlies en de algemene degradatie na verloop van tijd is het rendement slechts iets meer dan 5%, aanzienlijk minder dan dat van een eenvoudige zonnecel.

Toch zijn er verschillende toepassingen mogelijk. Zo is off-grid gebruik denkbaar als er elektriciteit nodig is in tijden van weinig tot geen zonlicht. Ook denkbaar is de levering van verzamelde energie tijdens perioden van grote vraag naar elektriciteit. En last but not least zouden grote accu's dankzij het extreem hoge rendement rechtstreeks met zonne-energie opgeladen kunnen worden.