Een chemische cel die met zonne-energie waterstof produceert, de redox-flow batterij voor grootschalige opslag van elektriciteit, zonnecelverf, windenergie op grote hoogte en de travelling wave nucleaire reactor zijn enkele van de technologieën die Bill Gates als veelbelovend aanwijst.
Bill Gates heeft zich opgeworpen als de rijke missionaris voor groene technologie. Voor de zomer kondigde hij aan de komende vijf jaar twee miljard in vernieuwende energietechnologie te investeren, deze week bood hij in Parijs zijn paper Energy Innovation aan, de grindslag voor de Breakthrough Energy Coalition van rijke tech-ondernemers uit de hele wereld.
In beide statements noemt hij verschillende veelbelovende technologieën:
De travelling wave reactor van TerraPower
De concept-reactor gebruikt nucleair afval als brandstof. In de massa afgewerkte brandstofstaven beweegt zich als een golf een kweekreactie, die het verarmde uranium omzet in plutonium, dat vervolgens splijt en warmte produceert. Lees meer over de werking van de Travelling Wave Reactor in het artikel ‘Veilige kernafvalvreter’ van Timo Können.
Tot nu toe heeft het Terra Power, ondanks de steun van Bill Gates, ontbroken aan middelen om een prototype van de reactor te bouwen. Van diverse kanten is ook met de nodige scepsis op het concept gereageerd.
Afgelopen najaar kondigde het bedrijf aan zich te gaan richten op de gesmolten zoutreactor, lees hier meer over dit reactortype.
Kunstmatige fotosynthese
Bladgroen is in staat zonlicht om te zetten in voor de plant nuttige energie, waarbij waterstofatomen vrijkomen. Onderzoekers overal te wereld zijn naarstig op zoek naar een kunstmatig blad dat zonlicht direct kan omzetten in waterstof als energiedrager, waar vervolgens allerhande toepassingen mee mogelijk zijn, denk aan brandstof (de waterstofauto), chemische omzetting in koolwaterstoffen en zo nog veel meer.
Gates noemt in het bijzonder het werk van prof. Nate Lewis van het California Institute of Technology. Eerder dit jaar meldde Lewis een doorbraak door het gebruik van een nikkeloxidefilm die voorkomt dat het halfgeleidermateriaal dat wordt gebruikt in het water, gaat oxideren. Lees hier het persbericht van Caltech. Eerder schreef Henk Klomp het artikel ‘Energieblaadjes’ over de stand van zaken van het onderzoek naar het kunstmatige blad.
Windenergie uit de straalstroom
Op 10 km hoogte waait de straalstroom: wind met grote snelheid en constant Probeer daar energie uit te halen, is het credo van Bill Gates. Er zijn inmiddels tal van initiatieven die op grotere hoogte windenergie proberen te winnen, tot op heden zijn ze alle in een experimenteel stadium. Voorbeelden zijn Sky WindPower, Makani Wind Kites, KiteGen en Altaeros Energies. Afgelopen zomer was er aan de TU Delft een conferentie over windvliegers, lees hier onze impressie.
De redox-flow batterij
De techniek van de redox flow batterij stamt uit het midden van de vorige eeuw. Daarin speelt het elektrolyt de centrale rol, bijvoorbeeld vanadiumverbindingen. Aan de ene kant van de door een membraan gescheiden cel wordt een elektron weggehaald van de vanadiumverbinding, aan de andere kant toegevoegd. Bij het ontladen gebeurt het omgekeerde en komt de stroom vrij. Het elektrolyt wordt opgeslagen in tanks en circuleert door de cel, zodat er grote hoeveelheid energie kan worden opgeslagen.
In 201o nam de zogeheten fotonenboer, de familie Borgman in het Gelderse Vierakker, een redox flowbatterij in gebruik om de energie van de 200 zonnepanelen op hun dak op te slaan. Lees hier het nieuwsbericht over de fotonenboer.
Onlangs publiceerden onderzoekers van de National University of Singapore over een type redox die gebruik maakten van lithiumverbindingen als elektrolyt. Zij bereikten daarmee een tien keer zo hoge energiedichtheid.
Zonneverf
Nanodeeltjes van tinoxide met een schil van cadmiumsulfide blijken te werken als dunnefilm zonnecel. De opbrengst is met 1 % is weliswaar minimaal, maar het materiaal heeft als voordeel dat het zich gemakkelijk laat bewerken. Het bracht de Franse onderzoeker Prashant Kamat van het nanocentrum van de Notre Dame University tot het idee om er zonneverf van te maken, een pasta die uitgesmeerd werkt als zonnepaneel. Voor Gates is het ook een voorbeeld van een technologische vernieuwing.
Het nanomateriaal wordt aangebracht op een geleidende glasplaat, en vervolgen voorzien van een elektrolyt afgedekt met een elektrode van grafeen.
Vanwege gebrek aan fondsen ligt het onderzoek naar de zonneverf sinds 2012 stil.
Koolstofafvanger
Een bedrijf dat Gates ook veelbelovend noemt is Carbon Engineering. Zij halen CO2 met een hydroxide uit de lucht en slaan de kooldioxide vervolgens op. Deze koolstofdioxidevanger is dus niet verbonden aan de schoorsteen van een fossiele energiecentrale, maar kan overal zijn werk doen.
Het bedrijf werkt momenteel aan een proeffabriek.
Lees hier meer over de installatie in het artikel van Marc Seijlhouwer.
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.