Электричество из травы

Ветер, солнечный свет и вода давно приручены и поставлены на службу человеку. Между тем есть еще один неисчерпаемый источник энергии, о котором многие пока даже не догадываются. Речь идет об электричестве, выделяемом растениями в процессе их жизнедеятельности.

Да ну ее в болото

В 2012 году голландский стартап Plant-e, объединивший биологов университета Вагенингера, представил миру весьма любопытную разработку – топливный элемент Plant-Microbial Fuel Cell, вырабатывающий электричество в результате происходящих в растениях биохимических процессов. Выглядит эта биоэлектростанция как небольшой пластиковый контейнер с травой площадью 50 см². Органические вещества, образующиеся в процессе метаболизма растений, с помощью пластиковых трубок выводятся в специальный раствор, где вступают в реакцию с бактериями. В результате выделяются протоны и электроны, которые инженеры из Plant-e и научились превращать в электричество.

Пока эта технология далека от совершенства. Топливные элементы генерируют лишь
0,4 Вт на квадратный метр – достаточно, чтобы обеспечить работу нескольких светодиодных ламп. В то же время 100 м² такого электрогазона, способных давать сколько-нибудь значимое количество энергии, обойдутся в 60 000 евро. Но голландцы продолжают опыты и обещают в ближайшие годы повысить производительность системы до 2800 кВт∙ч в год на 100 м².

Применять топливные элементы можно на любых затопленных и богатых растительностью участках земли – рисовых полях, гидропонных плантациях и даже мангровых зарослях. Однако сами ученые возлагают наибольшие надежды на болота, которые покрывают около 6% земной поверхности и практически никак не используются.

Реальность и перспектива

Разработки в этой области альтернативной энергетики ведутся и в нашей стране. Созданием микробных топливных элементов занимаются на кафедре микробиологии биофака МГУ, в московском НИИ Генетики промышленных микроорганизмов, Пущинском Институте биохимии и физиологии микроорганизмов, тульском и иркутском университетах.

Об одном из таких исследований, проводимом в Институте медико-биологических проблем РАН, «Пятый ЭлеменТ» писал в начале этого года. В рамках программы подготовки межпланетных пилотируемых полетов ученые института работают над созданием микробных источников энергии, способных не только вырабатывать электричество, но и перерабатывать мусор и даже производить чистую воду. Одной из главных задач они видят создание новых штаммов бактерий, способных вырабатывать больше энергии, чем обычные микроорганизмы.

Еще одна отечественная разработка в этой области, также упомянутая на страницах нашего портала, – топливные элементы, созданные кандидатом биологических наук из Краснодара Никитой Волченко. В начале лета во многих СМИ прошла информация, будто бы к ним проявили интерес краснодарские власти, и скоро «электротравой» засеют весь город. «Пятый ЭлеменТ» связался с ученым и выяснил, в какой стадии находится проект.

– Интерес властей то проявляется, то утихает, в большей степени это связано с активностью журналистов, чем с прогрессом в нашей работе, – комментирует Никита Волченко. – Сейчас мы работаем над тем, чтобы создать относительно простую и дешевую систему, пригодную для развертывания в масштабах города. То, что мы делаем в лаборатории, – это интересная многослойная структура, но слишком сложная. Все лето мы провели в «полевых» испытаниях – смотрели, как топливные элементы ведут себя в условиях реального увлажнения. Конечно, говорить о каком-то коммерческом внедрении нашего проекта пока рано, слишком много технических проблем.

Что касается перспектив микробных топливных элементов, оценить их с цифрами в руках я пока не готов. Слишком многое зависит от экономической ситуации, от цен на ископаемое топливо и прочих вещей. Ведь не секрет, что интерес к альтернативной энергетике всегда возрастает прямо пропорционально росту цен на нефть. Но базовые расчеты показывают, что сама идея жизнеспособна и перспективна.