Heeft energieopwekking door kleine beestjes de toekomst?

Geschreven door

Celine

Gecontroleerd door

Jolien

Bijgewerkt op

12 februari 2024

×

De weg naar onafhankelijkheid van fossiele brandstoffen is nog lang. Er wordt overal ter wereld hard gewerkt om nieuwe manieren en oplossingen te ontwikkelen voor het opwekken van energie. Zo is er in de VS nu een brandstofcel ontwikkeld die elektriciteit levert met de hulp van hele kleine beestjes.

Weg van fossiele brandstoffen en schaarse edelmetalen

Het is wijd en zijd bekend dat fossiele brandstoffen beginnen op te raken en daarbij veel CO₂ uitstoten. Dat is dan ook de voornaamste reden waarom we zo hard op zoek zijn naar duurzame energiebronnen. Hierbij komt nog een problematische factor kijken die wat minder besproken is, maar net zo belangrijk voor het ontwikkelen van het energienetwerk.

Door het overvolle stroomnetwerk zoeken steeds meer mensen naar alternatieve manieren om lokaal energie op te slaan op plekken waar geen stroomkabels aanwezig zijn. Voorbeelden zijn grote batterijen of duurzame brandstofcellen. Voor dit soort oplossingen worden vaak edelmetalen zoals lithium en kobalt gebruikt. Deze zijn van zichzelf al redelijk zeldzaam, maar beginnen rap nog schaarser te worden door hoeveel het gebruikt wordt voor de technologie-industrie. Bovendien is het delven van deze stoffen vaak ook niet milieu vriendelijk.

Zo zegt een van de onderzoekers aan de Northwestern University in de VS dat “er alternatieven moeten worden gevonden die een lage hoeveelheden energie kunnen leveren om een gedecentraliseerd netwerk van apparaten van energie te voorzien.”

Kleine beestje die energie opwekken

Deze oplossingen hebben ze gevonden op een misschien wat onverwachte plek, namelijk in de grond. Hier zitten namelijk kleine beestjes die elektronen produceren. Deze beestjes heten microben. Dit is een minuscule organismen zijn die we niet met het blote oog kunnen zien. Er worden organische koolstofdeeltjes gegeten die in de grond zitten en produceren daarbij elektronen, wat belangrijke atoomdeeltjes zijn voor elektrische energie. De onderzoekers hebben een manier gevonden waarop deze elektronen gevangen kunnen worden met een speciale brandstof cel. Dit wordt een Microbial Fuel Cell (MFC) genoemd.

Volgens onderzoek zou dit proces in theorie eindeloos door kunnen gaan. Een vereisten is wel dat er genoeg koolstofdeeltjes in de grond zitten waardoor de microben elektronen kunnen blijven produceren.

Verbeteringen aan bestaande technologie

De Microbial Fuel Cell is een onderdeel van deze oplossingen die al eerder uitgevonden werd. Nu, jaren later, kan dit voor het eerst pas effectief ingezet worden. De eerste experimenten met deze cellen vonden namelijk al plaats in 1911. Destijds werd er daarentegen vastgesteld dat het onderhouden van deze technologie vrij uitdagend bleek doordat de installaties ervan in de grond zitten. Hierdoor hebben we ze nog niet eerder in de praktijk gezien. Tot nu toe dan.

Het nieuwste Amerikaanse ontwerp van de MFC heeft namelijk de nodige aanpassingen die het onderhouden van de cel vele malen makkelijker en toegankelijker maken. Daarnaast is er ook rekening gehouden met de heftigere weersomstandigheden. Zo is het beschermd tegen overstromingen en kan het niet zomaar volledig uitdrogen.

Tot nu toe blijken de experimenten met de MFC succesvol. Het presteert bijvoorbeeld goed in verschillende omgevingsomstandigheden, zoals drogere grond op warmere plekken. De hoeveelheid geproduceerde energie tijdens deze testen belooft veel goeds. Zo genereerde de brandstof cel wel 68x zoveel energie als dat het nodig heeft om zijn eigen sensoren draaiende te houden. Dit betekent dus dat het overtollige gebruikt zou kunnen worden om andere apparaten op te laden. Bovendien zijn er geen schaarse grondstoffen nodig om deze brandstof cel te maken. Alle onderdelen kun je bij wijze van spreken gewoon ophalen bij de bouwmarkt!

Het is voor de onderzoekers nog niet duidelijk hoeveel potentie de MFC heeft voor praktisch gebruik, aangezien ze wel al kunnen aangeven dat het opladen van een auto of smartphone in ieder geval niet mogelijk is. Wel worden er mogelijkheden gezien als duurzame energiebron voor verschillende soorten sensoren, die momenteel of een lastige verbinding met zonnepanelen nodig hebben of regelmatig nieuwe batterijen nodig hebben.