De FOM-instituten Amolf en Differ bundelen hun expertises in nanofotonica- en energieonderzoek in een nieuw strategisch FOM-programma. Het programma kan een belangrijke bijdrage leveren aan de ontwikkeling van duurzame zonnebrandstoffen en heeft een budget van 1,5 miljoen euro.
Het nieuwe onderzoekprogramma heet ‘Photosynthesis of nanomaterials: developing nanostructured photocatalysts for solar fuel generation using light’. Door de krachten van de twee FOM-instituten te bundelen, maken de wetenschappers optimaal gebruik van Amolf’s expertise in het nanofotonica-onderzoek en Differ’s expertise in energie-onderzoek. Groepsleider Andrea Baldi zal het onderzoek bij Differ onder zijn hoede nemen. Amolf-groepsleider Erik Garnett is de programmaleider.
Zonnebrandstof
Duurzame energiebronnen zoals zonnecellen of windmolens hebben een sterk wisselende opbrengst. Het is daarom van belang de energie van deze bronnen op te kunnen slaan, bijvoorbeeld in zogeheten zonnebrandstoffen. Zonnebrandstoffen, waaronder waterstof (H2) en methaan (CH4), worden gemaakt door de energie van het zonlicht om te zetten in chemische verbindingen. Dit gebeurt in foto-elektrochemische cellen. Het doel van het nieuwe onderzoeksprogramma is om methoden te ontwikkelen om de volgende generatie materialen voor deze zonnebrandstofcellen te maken.
Nieuwe nanostructuren
Voor foto-elektrochemische cellen zijn materialen nodig die efficiënt zonlicht absorberen. Daarnaast moeten de materialen functioneren als katalysator bij de chemische reacties die het zonlicht omzetten in zonnebrandstoffen. Materialen die op de nanoschaal zijn opgebouwd, kunnen voor deze doeleinden geschikt zijn. De schaal van deze materialen is zo’n honderd nanometer, ofwel honderd miljardsten van een meter.
Wanneer licht op de nanomaterialen valt, ontstaan verschillende interessant fenomenen. Er zijn bijvoorbeeld plekken waar de temperatuur van het materiaal, de druk of de sterkte van elektrische velden sterk toeneemt. De onderzoekers willen deze verrassende fenomenen gebruiken om nieuwe soorten nanomaterialen te maken die de zonnebrandstofproductie kunnen verbeteren.
Energie
Het nieuwe onderzoeksprogramma is ingebed in de NWO-propositie voor de Topsector Energie 2014-2015 en valt binnen het NWO-thema Duurzame Energie.
