Энергия из болота: микробные топливные элементы

Найден неожиданный источник новой, экологически чистой энергии – завод микробных топливных элементов, который может генерировать электроэнергию из естественного взаимодействия между живыми корнями растений и почвенными бактериями, то есть добывать электричество из самых обыкновенных болот. Эта техника уже используется, но пока в небольших масштабах. А в скором времени будет применяться повсеместно в больших заболоченных областях по всему миру.

Завод микробных топливных элементов извлекает электричество из почвы, а растения продолжают расти. Растения производят органические вещества с помощью фотосинтеза. Корни выделяют до 70% этого материала в почву. И все это остается неиспользованным и буквально уходит в землю. Бактерии вокруг корней разлагают органические остатки, образуя тем самым новый источник электроэнергии. Процессы деградации высвобождают электроны. Исследователь Марьоляйн Хельдер и ее коллеги разместили электроды среди бактерий, чтобы поглощать эти электроны и тем самым вырабатывать электроэнергию с помощью разности потенциалов.

Завод микробных топливных элементов в настоящее время может генерировать 0,4 Вт на квадратный метр болотного дерна. Это больше, чем создается путем брожения биомассы. В будущем биоэлектричество из растения смогут производить 3,2 Вт на квадратный метр зеленой массы. Это означает, что участок площадью 100 м², размещенный на плоской крыше, будет генерировать достаточно электроэнергии для питания бытовых приборов в доме при среднем потреблении в 2800 кВт/час в год. При этом могут использоваться растения разных видов, в том числе травы, такие распространенные, как английский кордграсс, а в более теплых странах - рис.

Завод микробных топливных элементов можно использовать по-разному и в различных масштабах. Сначала – для питания бытовых электроприборов загородных домов и фермерских усадеб, а также в отдаленных районах развивающихся стран. А позже и в государственных масштабах, можно эффективно освоить большую площадь, развернув централизованные сети в заболоченных районах. Марьоляйн Хельдер считает, что «зеленая энергия», производимая, скажем, засеянными крышами обычных жилых коттеджей, станет реальностью уже в течение нескольких лет, а производства в больших масштабах последуют этому примеру после 2015 года. Но хотя технология и является перспективной, она еще не полностью развита, и предстоит еще немало поработать над усовершенствованием метода. Однако, в отдаленных районах, текущая мощность микробных топливных элементов уже делает их экономическим конкурентом для панелей солнечных батарей.

Похоже, что этот новый, возобновляемый источник является экономически жизнеспособным, и явно будет сдерживать давление на окружающую среду. Компактная и незаметная аппаратура не будет портить живописных пейзажей, в отличие от ветряных турбин, заводских труб или уродливых солнечных батарей. Этой технологии не потребуется особых строений, например, плотин, или станционных зданий ТЭЦ, складов для сжигаемого топлива, огороженных заводских территорий, автомобильных и железнодорожных путей.