Ruim 25 jaar geleden verscheen de airbag als extra veiligheidsmaatregel voor dure levens in het topsegment van de markt. Hoewel inmiddels nog niet verplicht -de verzekering keert nog uit bij letsel opgelopen zonder airbag- worden ze wel in zo goed als alle nieuwe auto’s toegepast. Zo verging het ‘duurzaamheid’ ook. Voor dure gebouwen waren er duurzame maatregelen, voor dure gebruikers duurzame stroom. Duurzaamheid als optie, een duur ‘extra’. Vandaag de dag werkt iedereen wel ‘duurzaam’. Maar zijn we wel op de goede weg?
Sinds Charles Fritts in 1883 de eerste zonnecel creëerde heeft de technologie een grote ontwikkeling doorlopen en is de efficiëntie van zonnecellen (ook pv cellen genoemd) aanzienlijk vooruitgegaan. Mede dankzij zonnecellen is het inmiddels mogelijk elektrisch volledig autarkische entiteiten te bouwen, zoals parkeerautomaten, speedboten en ook hele gebouwen.
Czeers solar speedboat
Ondanks deze ontwikkelingen lijken veel mensen niet echt vertrouwen te hebben in het vermogen van zonnecellen (en andere manieren van duurzame energieopwekking) om een cruciale rol te spelen bij het voorzien van onze collectieve energiebehoefte. Dit komt mede ook omdat de technologie in de afgelopen drie decennia alleen in schijnbaar kleine stapjes vooruit is gegaan. Sinds de jaren ’70 is de effectiviteit van zonnepanelen amper verdubbeld, terwijl bijvoorbeeld de computerindustrie een razende ontwikkeling heeft doorlopen.
Inmiddels vinden in de labs echter ontwikkelingen plaats die tot de gewenste schaalsprong kunnen voeren. De technologie achter zonnecellen is fascinerend maar tegelijkertijd ook heel ingewikkeld. Voor een beter begrip kunnen paralellen worden getrokken met de ontwikkelingsgeschiedenis van producten die in vrijwel elke huishouden aanwezig zijn: optische opslagmedia, zoals de cd, de dvd, de blu ray disc en in de toekomst holografisch geheugen.
In tegenstelling tot zijn voorganger, de lp, werkt de cd bij het opslaan en uitlezen van informatie met (laser)licht zonder mechanisch contact tussen lezer en medium. De informatie wordt opgeslagen op een spiraalspoor van putjes en uitgelezen door een lichtstraal met een bepaalde golflengte. Toen Sony en Philips in 1982 de cd hebben geïntroduceerd had deze een opslagcapaciteit van 650 mb (en later 700 mb).
Bij de dvd, de opvolger van de cd, kon de capaciteit op dezelfde oppervlakte tot maximaal 9 gb uitgebreid worden. Dit wordt bereikt door de toepassing van een tweede laag, waarbij bij elke laag de spoorbreedte van de spiraal versmald en de pitjes verkleind werden. Daardoor is er enerzijds meer oppervlakte beschikbaar en kunnen gegevens anderzijds met een grotere dichtheid worden opgeslagen. De hogere dichtheid maakt een verkorting van de golflengte van het laserlicht noodzakelijk. De bovenste laag is semi-transparant. Afhankelijk van de invalshoek van de laserstraal reflecteert de bovenste laag het licht en geeft daarmee toegang tot de in de laag opgeslagen informatie of laat de laag de laserstraal naar de onderste laag doordringen. De opvolger van de dvd, de blu ray disc, kan door verdere verdichting en nog kortere golflengtes maximaal 50 gb op twee lagen opslaan. Inmiddels zijn er schijven met nog meer lagen in ontwikkeling wat theoretisch een capaciteit van meer dan honderd gigabyte kan opleveren.
Door de komst van holografisch geheugen zullen optische opslagmedia hun schaalsprong meemaken. De holografische manier van opslaan is niet meer beperkt door de oppervlakte van een beperkt aantal lagen, maar kunnen de gegevens driedimensionaal in het hele volume van de schijf worden opgeslagen. Eerste prototypes hebben een capaciteit van 500 gb. In niet al te verre toekomst lijken holografische opslagmedia met een capaciteit van terabytes haalbaar.
Een soortgelijke ontwikkeling zal zich met de komst van uv-gevoelige en driedimensionale zonnecellen ook bij de opwekking van elektrische energie door mede van zonlicht afspelen. Weliswaar kan de golflengte van het zonlicht, anders dan bij de laserstraal van optische opslagmedia, niet zomaar gevarieerd worden. lees verder …
