Bladeren van planten zijn een ideale inspiratie voor zonne-energie technologie, dus het is niet meer dan logisch dat ontwerpers van zonnepanelen goed naar de natuur kijken om de efficiëntie van hun design te verhogen.

Na verloop van tijd slijten de zonnecellen – net als bladeren – als gevolg van afbraak door ultraviolet licht. Een team van onderzoekers aan North Carolina State University onthulde onlangs dat ze een nieuw type zonnecel hebben ontwikkeld dat zichzelf kan repareren en zichzelf nieuw leven kan inblazen door de werking van organische vasculaire systemen in de natuur na te bootsen.

Biomimicry is momenteel heel populair in de ontwerpwereld, vooral op het gebied van zonne-energie technologie. Biomimicry neemt de natuur als inspiratiebron en maatstaf voor innovatie, door intelligente natuurlijke processen te vertalen naar oplossingen voor problemen in onze alledaagse leefwereld. Het woord Biomimicry is afgeleid van de Griekse termen bios (leven) en mimesis (imitatie). Bij Biomimicry – door sommigen ook wel Biomimetics, Bionics of Biotechniek genoemd – worden natuurlijke ecosystemen bestudeert en relevante voorbeelden vertaalt naar intelligente oplossingen voor nieuwe materialen, constructies, producten en gebouwen. Meer recentelijk wordt Biomimicry ook ingezet voor productinnovatie.

Onderzoekers streven naar het produceren van zonnecellen die even efficiënt functioneren als bladeren van planten. In de natuur zijn ‘vertakte’ vasculaire kanalen in staat om levensondersteunende voedingsstoffen aan te leveren door de nerven in de bladeren – net zoals de aderen die door je hand lopen – en ze te herstellen en weer perfect gezondheid te maken wanneer delen van een blad zijn aangetast door UV licht. De onderzoekers van North Carolina State University probeerden deze processen na te bootsen en ze toe te passen op een nieuw type zonnecellen dat gebaseerd is op natuurlijke systemen.

Voor de regeneratieve zonnecel gebruikte het NC State team natuurlijke materialen die goedkoper en beter voor het milieu zijn dan de standaard zonnecellen, die gebaseerd zijn op silicium. De onderzoekers produceerden kleurstof-gevoelige zonnecellen die bestaan uit een gel kern op waterbasis, goedkope organische kleurstofmoleculen en elektroden.

“Organisch materiaal in DSSC’s breken af, dus zochten we naar een manier om dit probleem op te lossen,” legt onderzoeker Orlin Velev uit. “We keken naar hoe het vertakte netwerk in een blad de water- en voedingsstofniveaus behoudt in het blad. Ons microchannel zonnecel ontwerp werkt op een vergelijkbare manier.

Zonnecellen die onbruikbaar door een hoge intensiteit aan UV licht worden hersteld door verse kleurstof door de kanalen te pompen en tegelijkertijd de uitgeputte kleurstof de cel uit te werken. Dit proces herstelt de effectiviteit van de zonnepanelen bij het produceren van elektriciteit.”