Pilas de Combustible Planta-Microrganismos-Suelo. Una Promesa de Energía limpia

¡Y es que las ciencias avanzan que es una barbaridad (..)! Algo así escuchaba de pequeño, allá por el paleolítico. La noticia de hoy debe ser contemplada como todas las demás que nos prometen energía limpia buena, bonita y barata. ¡Ya veremos!. El tiempo da y quita razones. Ahora bien, nos encontramos en un blog que versa fundamentalmente sobre el universo de los suelos, por lo que como afectado por el síndrome edáfico (una enfermedad grave en el mundo de la ciencia de ese país llamado España) me veo en la obligación de exponerla. Desde la Universidad de Wageningen (Holanda) nos llega la siguiente noticia, via Sciencedaily. El sistema suelo (incluida su biota)-planta se comporta como una pila de combustible que genera electricidad sin causar daño alguno al ambiente. Los datos obtenidos por metro cuadrado hacen pensar a los investigadores implicados  que puede llegar a constituirse en una soberbia alternativa, con vistas a obtener energía limpia, por lo cual ya se han apresurado a montar una empresa del tipo spin-off denominada Plant-e, en la que se puede visionar un video sobre los fundamentos de esta nueva tecnología. ¿Será verdad que estamos pisoteando una pila natural de combustible sin electrocutarnos? ¡A saber!. Pero vayamos al meollo de la cuestión. Las plantas fijan el dióxido de carbono atmosférico con vistas a producir su biomasa, desprendiendo carbohidratos de bajo peso molecular en los exudados de sus raíces (hasta un 70% de los insumos). Estas moléculas son a su vez absorbidas por las comunidades microbianas del suelo (léase rizosfera), desprendiendo de nuevo CO2 a la atmósfera, pero también protones y electrones al medio edáfico. Colocando electrodos adecuadamente en las proximidades de las bacterias que llevan a cabo tales reacciones, se puede obtener energía eléctrica aprovechando las diferencias de potencial (ya sabéis, ánodo, cátodo, etc.. etc.). Los ensayos realizados hasta la fecha han llegado a obtener 0.4 vatios de energía por metro cuadrado de suelo, por lo que la eficiencia del proceso sería superior a la que se obtiene actualmente a través de las tecnologías con el mismo objetivo mediante la fermentación de la biomasa. Los autores del experimento defienden que cuando su procedimiento se encuentre a punto, la mentada eficiencia podría superar los 3,4 vatios/m2. Y así con un jardincito de 100 m2, podrían generar la energía eléctrica para satisfacer sus hogares. Al parecer, se han experimentado diversas especies de plantas (¿y tipos de suelos?), siendo útiles muchas gramíneas, por ejemplo. Ahora bien la nota de prensa habla esencialmente de marismas, sin ofrecer razón alguna. ¿Y en suelos no encharcados?. Francamente lo desconozco, deberéis indagar vosotros. Se trata de un sistema que podría llevar la electricidad a zonas remotas y/o países en desarrollo. Eso sí, como en otras casos de similar naturaleza (ya existen miles de propuestas), queda pendiente el problemón de como almacenar la energía producida. De solventarse todos los problemas actuales, estos “expertos” proclaman que en 2015 la nueva tecnología podría aplicarse ya en algunas situaciones. Tal soil/smart/Green technology ¿? evitaría el impacto paisajístico de los parques eólicos y bla, bla, bla (…). De ser todo cierto, no cabe duda que daríamos un gran salto a la hora de obtener energía sustentablemente. En clave de humor y reincidiendo en que tan solo mentan zonas húmedas, cabría realizarse las siguiente preguntas ¿Y si fallara la instrumentación? ¿Podríamos electrocutarnos al pisar los suelos hidromorfos aludidos? ¿Y si el procedimiento solo fuera viable en zonas húmedas?: ¿deberíamos soportar jardines repletos de hediondas charcas invadidas de mosquitos? ¿Algún cocodrilo o caimán también?. Eso si, pueden crearse zonas húmedas arficiales en los tejados planos de las casas (¡cuidado con las goteras!). En fin ya veremos, aunque al menos hemos aprendido algo más “electrizante” sobre el comportamiento del ecosistema suelo. Os dejo pues con la nota de prensa aludida y visionar el video.

 Juan José Ibáñez

plant-mfc-technology

Representación del proceso de las pilas de combustible Planta-Microrganismos-Suelo. Fuente: Plant Power (MFC Technology) 

Electricity from the Marshes

Sciencedaily Nov. 23, 2012An unexpected source of new, clean energy has been found: the Plant-Microbial Fuel Cell that can generate electricity from the natural interaction between living plant roots and soil bacteria. The technique already works on a small scale and will soon be applied in larger marshland areas throughout the world.

On 23 November, researcher Marjolein Helder will defend her PhD research on generating electricity via plants at Wageningen University, part of Wageningen UR. She has also founded a spin-off company called Plant-e with her colleague David Strik.

The Plant-Microbial Fuel Cell draws electricity from the soil while the plants continue to grow. Plants produce organic material via photosynthesis. The roots excrete up to 70 % of this material (unused) into the soil. Bacteria around the roots break down the organic residue, thereby forming a new source of electricity. The degradation processes causes electrons to be released. Marjolein Helder and her colleagues placed an electrode close to the bacteria to absorb these electrons and generate electricity via the potential difference thus created.

The Plant-Microbial Fuel Cell can currently generate 0.4 Watt per square metre of plant growth. This is more than is generated by fermenting biomass. In future, bio-electricity from plants could produce as much as 3.2 Watt per square metre of plant growth. This would mean that a roof measuring 100 m2 would generate enough electricity to supply a household (with an average consumption of 2,800 kWh/year). Plants of various species could be used, including grasses such as common cordgrass and, in warmer countries, rice.

Marshlands

Plant-Microbial Fuel Cells can be used on various scales. Initially on flat roofs or in remote areas in developing countries and later, when larger effective surface areas become feasible, central grids can be realised in areas of marshland. The researcher thinks that green energy-producing roofs will become a reality within a few years and production on a larger scale will follow suit soon after 2015. Although the technology is promising, it is not yet fully developed. Techniques for making the system renewable and sustainable still need improvement, and ways must be found to limit the amount of material used by the electrodes. Placing the electrodes in the optimum position around the plant causes electricity production to rise and material use to drop by two-thirds. In remote areas, the current capacity of Plant-Microbial Fuel Cell is already making them an economic rival for solar panels.

Marjolein Helder’s PhD research did not only focus on the technical aspects of the Plant-Microbial Fuel Cell, but also on how the technology could be integrated into society. It appears that this new renewable source is economically viable, will curb the pressure on the environment and is likely to be socially acceptable. It does not pollute the horizon (like wind turbines or ugly solar panels), does not interfere with nature (like dams) and the system does not compete with agricultural land in the debate on food and biofuels.

The Plant-Microbial Fuel Cell principle was discovered and patented in 2007 by the Environmental Technology Group at Wageningen University. Bert Hamelers conceived the concept, and David Strik carried out the first tests. Larger projects followed, such as the EU PlantPower project.

Story Source: The above story is reprinted from materials provided by Wageningen University and Research Centre.

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