Hoe kunnen we een ultra-efficiënt hybride zonne-energie-omzettend device maken dat warmte, elektriciteit en brandstoffen maakt?

Zonne-energie is een essentiële bouwsteen voor een duurzame energiehuishouding en daarmee voor een duurzame samenleving. Efficiënte omzetting van zonlicht in conversieproducten (warmte/koude, elektriciteit of brandstoffen) is noodzakelijk om lage kosten te bereiken en om zonne-energie makkelijk en op zeer grote schaal te kunnen toepassen. De huidige aanpak is veelal om het rendement van de omzetting in één van drie conversieproducten te maximaliseren en dat heeft als belangrijk nadeel dat fotonen van zeer verschillende energieën (van infrarood tot ultraviolet) alle efficiënt moeten kunnen worden gebruikt in één conversie (wetenschappelijk een zeer grote uitdaging) of dat meerdere conversies moeten worden gecombineerd in een (complex) device. Door de verschillende delen van het spectrum te gebruiken voor het maken van verschillende conversieproducten in een hybride device kan mogelijk een hoog totaalrendement worden behaald met relatieve eenvoud van de deviceonderdelen. Bijvoorbeeld: lage-energiefotonen voor warmte, midden-energiefotonen voor elektriciteit en hoge-energiefotonen voor brandstof. In simpele termen zou zo’n hybride device twee of drie van de volgende elementen kunnen combineren: een zonnecollector voor warmte, een zonnecel voor elektriciteit en (bijvoorbeeld) een bioreactor voor brandstof.