Ondergrondse micro-organismen als ‘bodembatterij’ voor opslag zonne-energie

Hoofdonderzoeker Micheal Harbottle van de Cardiff University kreeg het idee na te lezen over de ‘betonbatterij’. Zweedse onderzoekers ontdekte dat beton energie kan opslaan wanneer je cement mengt met door metaal bedekte koolstofvezels. Harbottle vroeg zich af of een biologische variant niet hetzelfde kon doen.

Hoe werkt het?

Het idee is om bepaalde micro-organismen in de bodem te stimuleren met behulp van elektroden die je onder de grond begraaft. Deze elektroden ontvangen energie van de zonnepanelen boven de grond. “Als je energie beschikbaar stelt aan micro-organismen, zullen ze het op de een of andere manier gebruiken om te overleven”, zegt Harbottle tegen Euronews. “Vergelijkbaar met het geven van voeding, kunnen organismen elektrische energie gebruiken voor ‘elektrosynthese’.

Geen fotosynthese, maar elektrosynthese

Bij elektrosynthese zetten bepaalde organismen elektriciteit en CO2 om in de chemische verbinding acetaat. De onderzoekers van Cardiff denken dat dit acetaat kan fungeren als een chemische energieopslag. Deze energie kan weer gewonnen worden als een apart netwerkje – wat de wetenschappers een microbiële brandstofcel noemen – wordt geactiveerd. Dit netwerk maakt andere bacteriën wakker die het acetaat afbreken. Daarbij komen elektronen vrij die via dat netwerk elektriciteit leveren.

Het idee om grond te gebruiken om energie in op te slaan is niet nieuw. Een Nederlandse uitvinder bedacht een aantal jaar geleden al de bassaltbatterij.

Verlichting langs de snelweg

De wetenschappers zien vooral een dagelijkse functie voor de bodembatterij; overdag slaat de bodem zonne-energie op en ’s nachts wordt de energie weer ingezet. En aangezien microbiële brandstofcellen vooralsnog alleen in beperkte mate energie kunnen opwekken, zien de onderzoekers vooral kansen voor toepassingen met laag energieverbruik, zoals straatverlichting of apparatuur langs snelwegen. Het is verder niet bekend wat de potentiële energie-opslagcapaciteit voor een kuub grond is.

Geen lithium

Het grote voordeel is dat het proces op grote schaal ingezet kan worden zonder dat er gevaarlijke chemicaliën of schaarse metalen als lithium nodig zijn. Wel zijn de onderzoekers bewust van de risico’s voor het bodemleven als het te lang wordt blootgesteld aan acetaat. Daarom focussen de wetenschappers zich op een diepere, natte grondlaag onder het ‘dichtbevolkte’ toplaag. Daarbij moet het dagelijks gebruik van deze vorm van energieopslag voorkomen dat acetaat te lang in de grond blijft en het ten koste gaat van de biodiversiteit onder de grond.

Lees ook: Thuisbatterij van Amerikaanse start-up Zendure moet de wereld van stroom voorzien

High risk, high reward

Het team van Harbottle krijgt 15 miljoen pond (17,2 miljoen euro) om hun project verder te onderzoeken. De bodembatterij is één van de 67 projecten die investeringen ontvingen van het Britse overheidsorgaan Research & Innovation. De projecten die investeringen ontvangen, hebben gemeen dat ze ‘riskant’ zijn, maar in potentie ‘transformerende impact’ kunnen hebben.