In januari was de wetenschappelijke publicatie: Wageningse milieutechnologen en plantenwetenschappers oogstten elektriciteit uit planten. Een zestal polletje liesgras, gekoppeld aan een microbiële brandstofcel, gaven al wekenlang een uitlezing op hun voltmeter.
Het had niet veel gescheeld, of de wetenschappers hadden er het toonaangevende tijdschrift Science mee gehaald. “We kwamen bij Science door de eerste review heen”, vertelt postdoc dr. ir David Strik van de Wageningse Universiteit en Researchcentrum. “Helaas vonden ze onze opschaling naar mogelijke opbrengsten per hectare niet voldoende onderbouwd.” De Wageningers kozen daarop voor snelle publicatie in het online tijdschift The International Journal of Energy Research.
Proof of principle
De hoeveelheid energie is nog bescheiden. Maar Strik vindt het vooralsnog belangrijker dat hij proof of principle kon leveren. Hij toonde aan dat het inderdaad mogelijk is om stroom af te tappen van planten, die je daartoe niet hoeft te oogsten. En dat ziet hij als een fundamentele stap voorwaarts.
Het mooie van het systeem is dat er geen tussenstappen nodig zijn. Het principe maakt gebruik van de organische zuren en suikers die planten onder invloed van zonlicht produceren en van nature aan de wortel uitscheiden. Deze stoffen worden door bacteriën afgebroken. De elektronen die daarbij vrijkomen, vloeien via grafietbolletjes die aan de gebruikte aarde zijn toegevoegd, naar de anode van de microbiële brandstofcel en kunnen daar direct worden afgenomen.
Rijst de inspiratie
Weliswaar kozen de Wageningers voor snelle publicatie, maar eerst patenteerden ze hun vondst. En dat was niets te vroeg, want in maart kwamen Belgische en Japanse onderzoekers met een vergelijkbare vorm van oogstbare energie uit rijstvelden.
Ook voor onderzoeker Bert Hamelers was rijst de inspiratie, vertelt David Strik. Juist omdat rijstvelden op wereldschaal een aanmerkelijk aandeel hebben in het ontstaan van broeikasgassen, vroeg Hamelers zich af of deze bacterieel uitgescheiden stoffen misschien als bron zouden kunnen dienen voor een microbiële brandstofcel.
In een dergelijke cel nemen grafietbolletjes rond de wortels van de plant elektronen op die vrijkomen bij bacteriële afbraak. Het principe werd in eerste instantie voorgelegd aan onderzoeksfinancier SenterNovem, die er wel wat in bleek te zien.
Geobacters
Daarop trok Strik het Renkumse beekdal in en groef er een aantal polletjes liesgras uit. Na vijftien dagen begonnen ze elektriciteit te produceren. Een polletje houdt het inmiddels al meer dan 300 dagen vol. Veel van het principe is ook voor de onderzoekers zelf nog vaag. Zo weten ze niet exact welke bacteriën nu precies verantwoordelijk zijn voor de elektriciteitproductie. Maar het lijkt erop dat het om geobacters gaat die in alle waterige bodems zijn te vinden.
Toekomst
Met hun schattingen zijn de onderzoekers voorzichtig, maar ze wagen zich toch aan de voorspelling dat een hectare liesgras 14.000 watt op jaarbasis zal kunnen produceren: genoeg om 28 huishoudens van stroom te voorzien.
Strik schetst een aantal toekomstbeelden. Energie die je aftapt van bomen in windsingels langs wegen, waarmee direct de straatverlichting wordt gevoed. Andere toepassingen zouden in natuurgebieden, parken, gras- en rietvelden kunnen worden ondergebracht. Hij denkt zelfs aan met liesgras begroeide daken van woningen. “De techniek is stil, schoon, landschappelijk inpasbaar en klimaatneutraal”, aldus Strik.
André Weigand