Nizozemský kutil vyrábí elektřinu z rostlin. Doma tím pohání jednoduché přístroje zcela zdarma
Zdroje pro výrobu elektrické energie se mohou ukrývat ve věcech, do kterých byste to možná na první pohled vůbec neřekli. Jedním z těchto způsobů může být i tvorba elektřiny z rostlin.
Tento proces se běžně označuje jako Plant Microbial Fuel Cells (v překladu rostlinný mikrobiální palivový článek). Jedná se v podstatě o typ palivových článků, které vyrábějí elektrickou energii z přirozených procesů probíhajících v přírodě.
Na jakém principu je tento systém založen
Tento systém využívá rostliny a mikroorganismy v půdě k výrobě elektrické energie. Rostlina při růstu přeměňuje světelnou energii na chemickou pomocí fotosyntézy. Část těchto látek je přitom rostlinou přirozeně vypouštěna prostřednictvím kořenů do půdy. V půdě žijí elektrochemicky aktivní bakterie, které tyto látky oxidují. Během procesu oxidace se přitom uvolňují elektrony, které se přes anodu a katodu vedou jako elektrický proud. Rostlina přitom není nijak poškozována a instalace systému nebrání jejímu normálnímu růstu. Výroba elektřiny je pouze vedlejším produktem přirozených životních procesů.
Výroba energie tedy v tomto případě nevychází přímo z hnijícího ovoce nebo odpadu, ale z živých rostlin a jejich kořenových exudátů. Právě ty bakterie využívají k uvolnění elektronů. Hnijící ovoce však lze do půdy přidat prostřednictvím kompostu. Jeden nizozemský kutil tak například zmínil, že tímto způsobem dokáže napájet bezdrátový senzor vlhkosti půdy. Jelikož je množství energie poměrně malé, vystačí v tomto měřítku pouze na drobná a velmi jednoduchá zařízení.
Elektřinu lze vyrábět i z živých rostlin díky přirozeným procesům v půdě.
, ...
Jaké množství elektřiny lze tímto způsobem vyrobit
Podle odborného článku z roku 2013 rostlinný mikrobiální palivový článek dokáže vygenerovat 0,4 wattu elektrické energie na metr čtvereční travního porostu. Takové množství je přitom větší, než jaké se získává během fermentace biomasy.
Podle studie publikované v roce 2021 bylo potvrzeno, že Plant Microbial Fuel Cells dokážou dlouhodobě vyrábět elektřinu, ale jejich výkon výrazně závisí na typu rostliny a úpravě půdy. V rámci této studie se přitom ukázalo, že vhodnější rostlinou je rýže než bambus, jelikož její kořeny uvolňují do půdy látky, které lépe podporují výrobu elektřiny.
Nejlepších a nejstabilnějších výsledků pak bylo dosaženo v případě, že systém pracoval s rýží a kompostem z potravinového odpadu. Stabilní výkon si systém udržel po dobu 200 dní, přičemž průměrný výkon činil zhruba 15,6 mW/m². Nejvyšší naměřené napětí pak představovalo téměř 0,9 V. Výzkumníci přitom došli k závěru, že oproti systému bez rostlin měly PMFC výrazně vyšší napětí. Tím bylo potvrzeno, že právě živá rostlina hraje klíčovou roli.
V rámci tohoto výzkumu se dále testovalo přidání biouhlí z dřevního odpadu. Takové řešení ale výkon nezlepšilo, naopak. Pravděpodobně se tak stalo kvůli jeho negativnímu vlivu na mikroorganismy v půdě.
Jaká by mohla být budoucnost tohoto systému
Podle Ing. Jiřího Bárty, Ph.D. může dávat smysl aplikace systému Plant Microbial Fuel Cells například na střechy domů, kam dopadá dostatek slunečního záření. Tento typ systému by podle doktorky Helderové, která založila firmu Plant-e, mohl najít uplatnění jak v rozvinutých, tak i rozvojových zemích.
Ve větším měřítku pak podle ní dává smysl systém instalovat do rozsáhlých mokřadů, které se nacházejí po celé planetě. Tato výroba elektrické energie z rostlin by tak do budoucna mohla být ekonomicky životaschopná a zároveň šetrná k životnímu prostředí. Na rozdíl od větrných elektráren nebo třeba solárních panelů nedochází k žádnému hyzdění okolní krajiny.
