Elektrický potenciál bažin

Vědci na univerzitě v holandském Wageningenu rozhodně nezahálejí, byť jejich podivná záliba v mokřadech a slaniscích dosud v médiích nenacházela výraznější odezvu. Výsledkem jejich snažení je objev netradičního zdroje čisté energie, atraktivního svou snadnou dostupností. Na scénu přicházejí mikrobiální palivové články (Plant‑Microbial Fuel Cell, PMFC).

Zdejší Katedra environmentální energetiky sice nemá pověst vyložené Popelky, nicméně inovativní přístup takového významu skutečně zazářil. Technologie PMFC generuje elektrickou energii na principu přirozených přírodních procesů, které probíhají na povrchu kořenů zanořených rostlin v kontaktu s půdními bakteriemi.

S nápadem přišla studentka

Přístup testovaný v laboratorních podmínkách je plně funkční, a není důvod, proč by neměl fungovat i v širším měřítku, v přirozených zamokřených habitatech po celém světě. Celý objev přitom odstartovala v roce 2007 svou doktorskou prací studentka Marjolein Helderová. Nyní spolu se svým mladým kolegou, Davidem Strikem, zakládá společnost Plant‑e, která hodlá novou technologii uvést do praxe.

Základní princip

Mikrobiální palivové články získávají elektrickou energii z půdy v průběhu růstu rostlin. Při něm v důsledku procesu fotosyntézy dochází k produkci organického materiálu. Jeho nadbytek pak rostliny vylučují kořenovým systémem zpět do půdy (jedná se až o 70% syntetizovaných látek). Na ten se s chutí vrhnou půdní bakterie, které se postarají o jeho rozklad. Vzniklá rezidua jsou klíčová pro zisk elektrického potenciálu – při rozkladu se z nich totiž uvolňují rozpadem chemických vazeb elektrony. Pokud do blízkosti kořenového vlášení a bakterií instalujeme elektrody, můžeme získat napětí, generující elektrický proud.

Výkon, získaný touto cestou, představuje přibližně 0,4 wattů z jednoho čtverečného metru rostoucí mokřadní vegetace. Výkon lze zvýšit intenzivnější činností bakterií například při biodegradaci, tj. při rozkladu již nakupené rostlinné hmoty při tlení listů. Fermentační bakterie pak dokáží u vzrostlého porostu zvýšit výkon na 3,2 wattů.

Zatím jen teoretický energetický potenciál

Z energetického hlediska začíná být tato technologie zajímavá při větší rozloze. Představa, že 100 m² jinak obtížně využitelné zarostlé mokřiny dokáže vygenerovat až 2800 kWh za rok, zní lákavě. S touto energií je již možné zásobovat elektřinou celý dům. A uvážíme‑li množství nejrůznějších typů bažin a mokřadů v deltách velkých řek nebo na pobřeží, lze o této nové technologii hovořit jako o slibné. Kromě nativní vegetace můžeme tento postup aplikovat i na jiná, na vegetaci bohatá zavodněná území, například na rýžová pole.

Slibnost technologie spočívá i v tom, že přibližně 1,4 miliardy obyvatel planety Země žije stále bez přístupu k elektřině. Je to především v oblasti tropického pásma jihovýchodní Asie a jižní Ameriky. Typickým problémem těchto území je však jejich izolovanost zabraňující výstavbě centrálních přenosových sítí.

Výhodou technologie PMFC je oproti jiným způsobům získávání elektrické energie šetrnost vůči životnímu prostředí. Jde o příklad snahy o udržitelný přístup k získávání elektrické energie, který by byl vhodný zejména v rozvojových oblastech.

Zdroje:

Tisková zprávy Univerzity ve Wageningenu, uveřejněná pod názvem „Electricity from the marshes“23. 11 2012 na serveru wageningenur.nl

www.youtube.com/watch?v=Ku1-_MOzkTE

www.sciencedaily.com/releases/2012/11/121123092129.htm

www.plant-e.com/index.html