Stroom uit moeras

Nieuws | de redactie
21 november 2012 | Een onverwachte bron van nieuwe en schone energie: de Plant-Microbiële Brandstofcel uit Wagenings onderzoek. Hij levert elektriciteit uit de wisselwerking tussen levende plantenwortels en bacteriën in de bodem. Ideaal voor moerasgebieden.

De techniek is al toepasbaar op kleine schaal en straks in grote moerassen wereldwijd. Op 23 november zal onderzoekster Marjolein Helder haar promotieonderzoek over elektriciteitsproductie via planten verdedigen aan Wageningen University, onderdeel van Wageningen UR. Met collega David Strik richtte zij het spin-offbedrijf Plant-e op.

Meer stroom dan uit biomassa

De Plant-Microbiële Brandstofcel tapt elektriciteit af uit de bodem waar planten intussen gewoon doorgroeien. De plant produceert organisch materiaal via fotosynthese. Een groot deel hiervan (tot 70 %) wordt ongebruikt uitgescheiden via de wortels in de bodem. Rondom de wortels breken bacteriën de organische resten af. Dit bacteriële afbraakproces is de bron van de elektriciteit.

Tijdens de afbraak komen elektronen vrij. Marjolein Helder en collega’s maakten daarvan gebruik door een elektrode nabij de bacteriën aan te brengen die de elektronen opvangt waardoor het opgewekte spanningsverschil de elektriciteit genereert.

De Plant-Microbiële Brandstofcel levert inmiddels 0,4 Watt per vierkante meter begroeiing. Dat is al meer dan elektriciteit maken via vergisting van biomassa. Bio-elektriciteit uit planten kan in de toekomst wel 3,2 Watt per vierkante meter groene beplanting opleveren.

Elk dak geeft thuis genoeg plantenstroom

Daarmee zou een huishouden (met een gemiddeld verbruik van 2800 kWh/jaar) voldoende hebben aan een geschikt dak van 100 m2. De beplanting kan bestaan uit diverse plantensoorten, waaronder verschillende grasachtigen, zoals Engels slijkgras en in warme landen, rijst.

Plant-Microbiële Brandstofcellen zijn op verschillende schalen toe te passen. Aanvankelijk op platte begroeide daken, of in afgelegen gebieden in ontwikkelingslanden, later kan het werkzame oppervlak groter worden en zijn centraal elektriciteitssystemen in grote moerassen mogelijk. De onderzoekster voorziet groene elektriciteit leverende daken reeds over enkele jaren, de toekomst voor grootschalige productie is ook niet ver weg, na 2015.

De techniek is veelbelovend, maar nog niet uitontwikkeld. Verbeteringen zijn nog nodig aan het volledig hernieuwbaar en duurzaam maken van het systeem en door het materiaalgebruik voor de elektroden verder te beperken. Door de elektroden slim rondom de plant te plaatsen steeg de elektrische opbrengst reeds en daalde het materiaalverbruik met ongeveer 2/3. Het huidige vermogen van de Plant-Microbiële Brandstofcel kan in afgelegen gebieden al economisch concurreren met zonnepanelen.

Geen stuwdam of horizonvervuiling

In haar promotieonderzoek concentreerde Marjolein Helder zich niet alleen op de technische aspecten van de Plant-Microbiële Brandstofcel, maar ook op de maatschappelijke inpasbaarheid van de technologie. Daaruit komt naar voren dat deze hernieuwbare bron van energie economisch haalbaar is, de milieubelasting beperkt en het systeem sociaal gemakkelijker geaccepteerd wordt.

Er is geen ‘horizonvervuiling’ zoals bij windmolens of ontsieringen zoals bij zonnepanelen, en ook hoeft er geen natuur te wijken zoals bij stuwdammen en concurreert het systeem niet met landbouwgrond in de discussie over voedsel en biobrandstoffen.

Het principe van de plant-Microbiële Brandstofcel werd ontdekt en gepatenteerd in 2007 door groep Milieutechnologie van Wageningen University. Bedenker is Bert Hamelers. De eerste proefjes werden door David Strik uitgevoerd, waarna grote projecten van start gingen, zoals het EU-project PlantPower.

Symposium

Op donderdag 22 november vindt in Wageningen het afsluitende wetenschappelijk symposium van het PlantPower project plaats, waar het onderzoek van Marjolein Helder deel van uitmaakt. Dan worden de resultaten van vier jaar Europees onderzoek door het consortium gepresenteerd.

Marjolein Helder verdedigt haar proefschrift “Design criteria for the Plant-Microbial Fuel Cell: electricity generation with living plants – from lab to application” op 23 november (13.30 uur) in de Aula van Wageningen University. Vervolgens zal het eerste product van spin-off bedrijf Plant-e worden gepresenteerd.


Schrijf je in voor onze nieuwsbrief
«

ScienceGuide is bij wet verplicht je toestemming te vragen voor het gebruik van cookies.

Lees hier over ons cookiebeleid en klik op OK om akkoord te gaan

OK