Het droommateriaal

Perovskieten zijn veelbelovende spelers binnen de schone technologie. Licht, flexibel en zeer efficiënt; ze zouden onze manier van energieopwekking en -gebruik kunnen transformeren: van zonnepanelen op daken tot next-gen verlichting en slimme wearables. Maar achter deze veelbelovendheid schuilt een ongemakkelijke waarheid: veel perovskieten zijn afhankelijk van lood, een giftig materiaal. De vraag is niet alleen of perovskieten werken, maar of ze ooit veilig en duurzaam kunnen zijn.

Een veiliger pad vooruit

Om deze vraag te beantwoorden, hebben onderzoekers bij TNO een Safe and Sustainable by Design (SSbD)-benadering toegepast. In plaats van te wachten tot producten op de markt komen, testten ze veiligheid en duurzaamheid in elke fase van het innovatieproces. Hun “getrapte” methode begint breed en kwalitatief in het lab en wordt scherper en kwantitatiever naarmate de technologie volwassen wordt.

Wat ze vonden

Vroege scan (Tier 1):

De eerste blik was bemoedigend: perovskiet-technologieën toonden bescheiden voordelen ten opzichte van huidige technologieën en slechts lage tot matige risico’s. Toch sprongen enkele zorgen eruit; vooral de aanwezigheid van lood, het gebruik van gevaarlijke oplosmiddelen bij de productie, en onzekerheid over wat er gebeurt wanneer apparaten het einde van hun levensduur bereiken.

Hotspotanalyse (Tier 2):

Nader onderzoek onthulde waar problemen het meest waarschijnlijk optreden. Hoewel sommige risico’s zich voordoen tijdens productie en gebruik, ligt het echte gevaar bij de afvalverwerking aan het einde van de levensduur. Als apparaten worden verbrand of op stortplaatsen belanden, kan lood decennialang in het milieu lekken. Dit maakt de laatste fase van het apparaat de kritieke zwakke plek voor duurzaamheid.

Gezondheidseffecten (Tier 3):

Bij de huidige kleinschalige laboratorium- en testproductie lijken de risico’s voor werknemers en het bredere publiek laag, dankzij beschermende maatregelen en kleine hoeveelheden materiaal. Maar het beeld verandert drastisch als de productie wordt opgeschaald. Zonder herontwerp en recycling zouden perovskieten gezondheidseffecten kunnen veroorzaken op de schaal van de wereldwijde loodvervuilingscrisis; een ontnuchterend vooruitzicht voor een technologie die bedoeld is om de groene transitie te stimuleren.

Wat moet veranderen

De studie maakt duidelijk: perovskieten zijn veelbelovend, maar nog niet vanzelfsprekend veilig. Om ze echt veilig en duurzaam te maken, moeten innovators:

Conclusie

Op kleine schaal hebben perovskieten veel potentieel. Maar zoals de auteurs waarschuwen: opschalen zonder waarborgen kan de ene milieuproblematiek inruilen voor een andere. De les is simpel: innovatie moet gepaard gaan met verantwoordelijkheid. Met slim ontwerp en circulair denken kunnen perovskieten hun belofte waarmaken en de weg zijn naar een schonere, veiligere energietoekomst.

Voor volledige details, zie: Shandilya et al. (2024), Journal of Cleaner Production

Perovskites: Promising, If Responsibly Designed

The Dream Material

Perovskites are the rising stars of clean technology. Light, flexible, and highly efficient, they could transform how we generate and use energy—from solar panels on rooftops to next-gen lighting and smart wearables. Yet behind the excitement lurks an uncomfortable truth: many perovskites rely on lead, a toxic material. The question is not only whether perovskites work, but whether they can ever be safe and sustainable.

A Safer Way Forward
To answer this, researchers at TNO applied a Safe and Sustainable by Design (SSbD) approach. Instead of waiting until products hit the market, they tested safety and sustainability at each stage of the innovation process. Their “tiered” method starts broad and qualitative in the lab and becomes sharper and more quantitative as technology matures.

What They Found

Early scan (Tier 1):
The first look was encouraging: perovskite devices showed modest advantages over current technologies and only low to moderate risks. Still, some concerns stood out; above all, the presence of lead, the use of hazardous solvents in production, and uncertainty about what happens when devices reach the end of their life.

Hotspot hunt (Tier 2):
Looking more closely revealed where problems are most likely to arise. While some risks appear during production and use, the real danger lies in end-of-life disposal. If devices are incinerated or sent to landfill, lead can leach into the environment for decades. This makes the final stage of a device’s life the critical weak point for sustainability.

Health impact assessment (Tier 3):
At the current laboratory and small-scale production level, risks to workers and the wider public appear low, thanks to protective measures and small volumes of material. But the picture changes dramatically if production is scaled up. Without redesign and recycling, perovskites could unleash health impacts on the scale of the global lead pollution crisis; a sobering prospect for a technology meant to drive the green transition.

What Needs to Change

The study makes it clear: perovskites are promising, but not yet safe by default. To make them truly safe and sustainable, innovators must:

Bottom Line

At small scale, perovskites have much potential. But as the authors warn, scaling them without safeguards could trade one environmental crisis for another. The lesson is simple: innovation must come with responsibility. With smart design and circular thinking, perovskites can still live up to their promise, lighting the way to a cleaner, safer energy future.

For full details, see: Shandilya et al. (2024), Journal of Cleaner Production