Ieder raam in een gebouw zou standaard energie en informatie moeten leveren. Dat is het uitgangspunt van Ferdinand Grapperhaus, medeoprichter van PHYSEE: de spin-off van de TU Delft, die het afgelopen jaar verder groeide in omvang en bekendheid.  

Ik stond eigenlijk op het punt om me te gaan specialiseren in de kwantummechanica”, vertelt Ferdinand Grapperhaus over het moment dat zijn carrière, zo’n vijf jaar geleden, een beslissende wending kreeg. “In 2014 studeerde ik Technische Natuurkunde aan de TU Delft. Ik vond het een geweldige studie. Maar ik merkte wel dat ik niet echt een die hard techneut was, veel meer een generalist. Ik wilde me in de kwantummechanica verdiepen, maar vooral vanwege de filosofische implicaties ervan. En ik wilde, ook toen al, bezig zijn met de maatschappelijke impact van technologie.”

Coatings

“Ik was van plan om in Zweden te gaan afstuderen toen ik mijn studiegenoot en huidige zakelijk partner Willem Kesteloo sprak. Hij studeerde op dat moment af aan het Reactor Instituut Delft bij Erik van der Kolk, een heel belangrijk persoon in mijn verhaal. Willem was enorm enthousiast, vooral over de ruimte die hij als afstudeerder kreeg bij Van der Kolk. Kesteloo was bezig met zogenoemde luminescente coatings, voor bijvoorbeeld ramen. Daarmee kon je in principe in een raam elektriciteit opwekken, door het licht naar de zijkanten van het raam te leiden waar dan zonnecellen konden worden geplaatst. En het glas zou uiteraard toch doorzichtig blijven.”

“Dat was allemaal in de jaren zeventig al bedacht, maar er was toen nog geen efficiënte coating beschikbaar. De opgenomen energie werd namelijk vrij snel door het materiaal zelf weer geabsorbeerd. Dat had te maken met de specifieke materiaaleigenschappen van de coating.”

“Maar dat probleem was nu, door het materiaal aan te passen, opgelost. Er vond dus geen zelfabsorptie meer plaats. We hadden meteen door dat dit een baanbrekend idee kon zijn. Energie opwekken met ramen! Willem en ik zijn samen afgestudeerd en hebben elkaar vervolgens aangekeken. We zijn een week naar de woestijn gegaan en hebben besloten: we gaan dit gewoon een jaar lang proberen, om te beginnen met het aanvragen van een patent. Dat werd de start van ons bedrijf PHYSEE.”

Unieke plek

“We kozen er dus voor om in het diepe te springen. En ja, toen kwam het diepe…zo simpel bleek het in de praktijk allemaal niet te zijn. De glasindustrie stond zeker niet meteen open voor een radicaal nieuw idee als dit. De glasindustrie en de bouwsector zijn best conservatief, en bovendien zouden die coatings aanvankelijk vrij prijzig worden. Er was dus weerstand en we zagen een lang R&D-traject opdoemen.”

“Een belangrijke doorbraak kwam toen we een manier ontdekten om zonnecellen makkelijk aan de randen van ramen te integreren. Die cellen gebruiken alleen het zonlicht dat rechtstreeks op ze valt – een ander idee dan het oorspronkelijke dus. OVG Real Estate was onze eerste klant. En van het een kwam het ander. We kwamen er steeds meer achter dat de gevel en de ramen unieke plekken zijn in het gebouw. We bedachten dat de ramen hele goede plekken zijn om ook sensoren in te bouwen om informatie in te winnen over energiestromen, lichtinval, temperatuur, maar bijvoorbeeld ook over de luchtkwaliteit. Als je die informatie goed gebruikt, is er enorm veel energiewinst te behalen. Mensen zijn namelijk niet zo goed in het reguleren van de lichtinval in een gebouw. Ze doen net te laat de luifels dicht, en zo ook het raam open. Dat kan een intelligent systeem veel beter.”

“Het concept van ramen met zonnecellen in de randen en sensoren die helpen om de energiestroom goed in te stellen, heet bij ons SmartSkin. Het zou eigenlijk standaard moeten zijn dat ieder raam in een gebouw ook informatie levert en energie. We hebben inmiddels 7.000 vierkante meter van deze ramen verkocht, maar het gaat nog best langzaam, vind ik.”

Cultuur

SmartSkin, waarmee PHYSEE nu dus voornamelijk aan de weg timmert, is zoals gezegd iets anders dan het uit-gangsidee van vijf jaar geleden. “Het oorspronkelijke idee zijn we nog steeds en met succes verder aan het ontwikkelen. Maar er komen ook nieuwe ideeën bij. Een onderzoeker van ons heeft nu bijvoorbeeld een coating ontdekt die uv-licht omzet in zichtbaar licht. Dat zou interessant kunnen zijn voor gebruik in kassen. De planten in die kassen hebben geen uv-licht nodig maar juist wel zichtbaar licht. Volgens onze erekeningen zouden de planten acht procent meer groei kunnen leveren.”

PHYSEE is inmiddels een bloeiend bedrijf van 35 tot 40 mensen. “En Willem is inmiddels naast zakenpartner mijn beste vriend geworden. We zijn continu aan het groeien en veranderen. Ik denk dat het vooral is gelukt door onze open cultuur, die je bijvoorbeeld terugvindt in onze brainstorms, iedere vrijdag. Daarnaast is learning by doing voor ons erg belangrijk; daar zou ook aan een universiteit, zoals de TU, altijd veel ruimte voor moeten zijn.”

Arena

De ontwikkeling en toepassing van duurzame technologie is dé drijfveer van Ferdinand Grapperhaus. Hij vertelt dat 40 procent van het totale energieverbruik plaatsvindt binnen gebouwen.

“Als we daar met SmartSkin wat aan kunnen verminderen, is dat geweldig.” Toch zou je kunnen constateren dat het nog niet écht opschiet met de opmars van duurzame technologie, zeker niet als je het wereldwijd bekijkt. “In China komt er zowat iedere dag nog een kolencentrale bij, daar kijk ik kritisch naar. Maar ik ben van nature een optimist. En ik heb drie redenen om op dit vlak optimistisch te blijven. Ten eerste zullen de millennials steeds meer invloed krijgen in de wereld als grootste groep consumenten. En bij die generatie, mijn generatie, is het besef van het belang van duurzaamheid veel dieper doorgedrongen dan bij vorige generaties. Ten tweede geloof ik heilig in de mogelijkheden van de technologie. En ten derde is er het exponentieel effect. Bij exponentiële processen gaat het in het begin heel langzaam maar ineens is het volle effect daar. Ik geef weleens het voorbeeld van de Arena. Als je dat stadion zou vullen met regendruppels en daarbij iedere seconde het aantal druppels zou verdubbelen beginnend met één druppel, weet je na hoeveel tijd het stadion dan al vol zou zijn met water? Na 55 seconden. Maar nog belangrijker is dat je er 47 of 48 seconden bijna niets van zou merken. Pas in de laatste paar seconden loopt het stadion ineens heel snel vol. Ik ga ervan uit dat we met duurzame technologie in die aanloopfase zitten maar dat het straks ineens heel erg snel zal gaan.”

GESTE

“Een van de leukste dingen waar ik mee bezig ben, heb ik nog niet eens genoemd. PHYSEE is namelijk ook actief in GESTE (Green Energy Smart Technology Education). De afgelopen zomer hebben we dit project georganiseerd om leerlingen van basisscholen (van 10 tot 12 jaar) in de zomervakantie bezig te houden en ze te leren dat innovatie, research en technologie helemaal niet saai of stoffig hoeven te zijn. We geven ze info over duurzame technologie en laten ze onder meer onze labs zien. Ze gaan vervolgens in groepjes aan de slag, en aan het eind van de week moeten ze pitches houden over hun ideeën. Het was voor mij een verademing om die kinderen bezig te zien en met creatieve ideeën te zien komen op het gebied van duurzame technologie.”

“Wat het extra waardevol maakte, is dat het een samenwerking was tussen de Gemeente Delft, de TU Delft en TNO. En dat liep ineens geweldig goed, waar het in andere gevallen nog wel eens moeizaam kan gaan, om eerlijk te zijn. We gaan dit dus zeker uitbouwen. We gaan nu een Stichting oprichten, om GESTE los te koppelen van het bedrijf PHYSEE, en zoeken toenadering bij Delftse technologiebedrijven. Komende zomer komt er dus een nieuwe, en hopelijk nog grotere editie van GESTE.”

“We willen iedereen meenemen in innovatie, oud en jong, vrouw en man, Nederlands of buitenlands. Het is belangrijk dat we samen bepalen hoe onze toekomst er uit gaat zien en daarom vinden we het als – nog beginnend – bedrijf erg belangrijk om de volgende generatie daar nu al op voor te bereiden.”

Ik ga ervan uit dat we met duurzame technologie in de aanloopfase zitten maar dat het straks ineens heel erg snel zal gaan

Ik stond eigenlijk op het punt om me te gaan specialiseren in de kwantummechanica”, vertelt Ferdinand Grapperhaus over het moment dat zijn carrière, zo’n vijf jaar geleden, een beslissende wending kreeg. “In 2014 studeerde ik Technische Natuurkunde aan de TU Delft. Ik vond het een geweldige studie. Maar ik merkte wel dat ik niet echt een die hard techneut was, veel meer een generalist. Ik wilde me in de kwantummechanica verdiepen, maar vooral vanwege de filosofische implicaties ervan. En ik wilde, ook toen al, bezig zijn met de maatschappelijke impact van technologie.”

Coatings

“Ik was van plan om in Zweden te gaan afstuderen toen ik mijn studiegenoot en huidige zakelijk partner Willem Kesteloo sprak. Hij studeerde op dat moment af aan het Reactor Instituut Delft bij Erik van der Kolk, een heel belangrijk persoon in mijn verhaal. Willem was enorm enthousiast, vooral over de ruimte die hij als afstudeerder kreeg bij Van der Kolk. Kesteloo was bezig met zogenoemde luminescente coatings, voor bijvoorbeeld ramen. Daarmee kon je in principe in een raam elektriciteit opwekken, door het licht naar de zijkanten van het raam te leiden waar dan zonnecellen konden worden geplaatst. En het glas zou uiteraard toch doorzichtig blijven.”

“Dat was allemaal in de jaren zeventig al bedacht, maar er was toen nog geen efficiënte coating beschikbaar. De opgenomen energie werd namelijk vrij snel door het materiaal zelf weer geabsorbeerd. Dat had te maken met de specifieke materiaaleigenschappen van de coating.”

“Maar dat probleem was nu, door het materiaal aan te passen, opgelost. Er vond dus geen zelfabsorptie meer plaats. We hadden meteen door dat dit een baanbrekend idee kon zijn. Energie opwekken met ramen! Willem en ik zijn samen afgestudeerd en hebben elkaar vervolgens aangekeken. We zijn een week naar de woestijn gegaan en hebben besloten: we gaan dit gewoon een jaar lang proberen, om te beginnen met het aanvragen van een patent. Dat werd de start van ons bedrijf PHYSEE.”

Unieke plek

“We kozen er dus voor om in het diepe te springen. En ja, toen kwam het diepe…zo simpel bleek het in de praktijk allemaal niet te zijn. De glasindustrie stond zeker niet meteen open voor een radicaal nieuw idee als dit. De glasindustrie en de bouwsector zijn best conservatief, en bovendien zouden die coatings aanvankelijk vrij prijzig worden. Er was dus weerstand en we zagen een lang R&D-traject opdoemen.”

“Een belangrijke doorbraak kwam toen we een manier ontdekten om zonnecellen makkelijk aan de randen van ramen te integreren. Die cellen gebruiken alleen het zonlicht dat rechtstreeks op ze valt – een ander idee dan het oorspronkelijke dus. OVG Real Estate was onze eerste klant. En van het een kwam het ander. We kwamen er steeds meer achter dat de gevel en de ramen unieke plekken zijn in het gebouw. We bedachten dat de ramen hele goede plekken zijn om ook sensoren in te bouwen om informatie in te winnen over energiestromen, lichtinval, temperatuur, maar bijvoorbeeld ook over de luchtkwaliteit. Als je die informatie goed gebruikt, is er enorm veel energiewinst te behalen. Mensen zijn namelijk niet zo goed in het reguleren van de lichtinval in een gebouw. Ze doen net te laat de luifels dicht, en zo ook het raam open. Dat kan een intelligent systeem veel beter.”

“Het concept van ramen met zonnecellen in de randen en sensoren die helpen om de energiestroom goed in te stellen, heet bij ons SmartSkin. Het zou eigenlijk standaard moeten zijn dat ieder raam in een gebouw ook informatie levert en energie. We hebben inmiddels 7.000 vierkante meter van deze ramen verkocht, maar het gaat nog best langzaam, vind ik.”

Cultuur

SmartSkin, waarmee PHYSEE nu dus voornamelijk aan de weg timmert, is zoals gezegd iets anders dan het uit-gangsidee van vijf jaar geleden. “Het oorspronkelijke idee zijn we nog steeds en met succes verder aan het ontwikkelen. Maar er komen ook nieuwe ideeën bij. Een onderzoeker van ons heeft nu bijvoorbeeld een coating ontdekt die uv-licht omzet in zichtbaar licht. Dat zou interessant kunnen zijn voor gebruik in kassen. De planten in die kassen hebben geen uv-licht nodig maar juist wel zichtbaar licht. Volgens onze erekeningen zouden de planten acht procent meer groei kunnen leveren.”

PHYSEE is inmiddels een bloeiend bedrijf van 35 tot 40 mensen. “En Willem is inmiddels naast zakenpartner mijn beste vriend geworden. We zijn continu aan het groeien en veranderen. Ik denk dat het vooral is gelukt door onze open cultuur, die je bijvoorbeeld terugvindt in onze brainstorms, iedere vrijdag. Daarnaast is learning by doing voor ons erg belangrijk; daar zou ook aan een universiteit, zoals de TU, altijd veel ruimte voor moeten zijn.”

Arena

De ontwikkeling en toepassing van duurzame technologie is dé drijfveer van Ferdinand Grapperhaus. Hij vertelt dat 40 procent van het totale energieverbruik plaatsvindt binnen gebouwen.

“Als we daar met SmartSkin wat aan kunnen verminderen, is dat geweldig.” Toch zou je kunnen constateren dat het nog niet écht opschiet met de opmars van duurzame technologie, zeker niet als je het wereldwijd bekijkt. “In China komt er zowat iedere dag nog een kolencentrale bij, daar kijk ik kritisch naar. Maar ik ben van nature een optimist. En ik heb drie redenen om op dit vlak optimistisch te blijven. Ten eerste zullen de millennials steeds meer invloed krijgen in de wereld als grootste groep consumenten. En bij die generatie, mijn generatie, is het besef van het belang van duurzaamheid veel dieper doorgedrongen dan bij vorige generaties. Ten tweede geloof ik heilig in de mogelijkheden van de technologie. En ten derde is er het exponentieel effect. Bij exponentiële processen gaat het in het begin heel langzaam maar ineens is het volle effect daar. Ik geef weleens het voorbeeld van de Arena. Als je dat stadion zou vullen met regendruppels en daarbij iedere seconde het aantal druppels zou verdubbelen beginnend met één druppel, weet je na hoeveel tijd het stadion dan al vol zou zijn met water? Na 55 seconden. Maar nog belangrijker is dat je er 47 of 48 seconden bijna niets van zou merken. Pas in de laatste paar seconden loopt het stadion ineens heel snel vol. Ik ga ervan uit dat we met duurzame technologie in die aanloopfase zitten maar dat het straks ineens heel erg snel zal gaan.”

GESTE

“Een van de leukste dingen waar ik mee bezig ben, heb ik nog niet eens genoemd. PHYSEE is namelijk ook actief in GESTE (Green Energy Smart Technology Education). De afgelopen zomer hebben we dit project georganiseerd om leerlingen van basisscholen (van 10 tot 12 jaar) in de zomervakantie bezig te houden en ze te leren dat innovatie, research en technologie helemaal niet saai of stoffig hoeven te zijn. We geven ze info over duurzame technologie en laten ze onder meer onze labs zien. Ze gaan vervolgens in groepjes aan de slag, en aan het eind van de week moeten ze pitches houden over hun ideeën. Het was voor mij een verademing om die kinderen bezig te zien en met creatieve ideeën te zien komen op het gebied van duurzame technologie.”

“Wat het extra waardevol maakte, is dat het een samenwerking was tussen de Gemeente Delft, de TU Delft en TNO. En dat liep ineens geweldig goed, waar het in andere gevallen nog wel eens moeizaam kan gaan, om eerlijk te zijn. We gaan dit dus zeker uitbouwen. We gaan nu een Stichting oprichten, om GESTE los te koppelen van het bedrijf PHYSEE, en zoeken toenadering bij Delftse technologiebedrijven. Komende zomer komt er dus een nieuwe, en hopelijk nog grotere editie van GESTE.”

“We willen iedereen meenemen in innovatie, oud en jong, vrouw en man, Nederlands of buitenlands. Het is belangrijk dat we samen bepalen hoe onze toekomst er uit gaat zien en daarom vinden we het als – nog beginnend – bedrijf erg belangrijk om de volgende generatie daar nu al op voor te bereiden.”

Ik ga ervan uit dat we met duurzame technologie in de aanloopfase zitten maar dat het straks ineens heel erg snel zal gaan


Andere Portraits of Science

De volgende fase in vliegtuigontwerp

/* */