Pflanzenstrom Niederländer bauen unterirdische Brennstoffzelle

Die Erde ist voller Energie - es bedarf nur Techniken, um sie zu nutzen. Wie die Brennstoffzelle eines Forscherteams aus den Niederlanden: Sie nutzt Pflanzen und Mikroorganismen im Boden, um Strom zu erzeugen.

Niederländische Wissenschaftler haben eine Brennstoffzelle gebaut, die mit Hilfe von Pflanzenausscheidungen und Bakterien elektrischen Strom erzeugt. Eine Testanlage ist bereits in Betrieb.

Plant Microbial Fuel Cell (pflanzliche mikrobielle Brennstoffzelle, P-MFC) nennen die Forscher um Marjolein Helder von der Universität in Wageningen ihre Entwicklung. Eine Pflanze gibt über ihre Wurzeln Kohlendioxid in Form von Kohlehydraten ab. Mikroorganismen nehmen diese auf und setzen Elektronen, Kohlendioxid und Protonen frei.

Abfallprodukt Wasser

Die Mikroorganismen geben Elektronen ab, die zu einer Anode im Erdreich und von dort durch einen Stromkreis mit einer Last zur Kathode wandern. Protonen wandern durch eine Membran zur Kathode, wo sie mit Sauerstoff und Elektronen reagieren, wodurch Wasser entsteht.

Die Forscher um Helder haben auf einem Universitätsdach eine Testanlage errichtet. Sie erzeugt etwa 0,44 Watt pro Quadratmeter - das sei deutlich weniger als herkömmliche Systeme zur Stromerzeugung, schreiben sie in der Fachzeitschrift Biofuels, Bioproducts and Biorefining. Durch verschiedene Modifikationen, etwa an den Elektroden oder einem anderen Typus Pflanzenerde, wollen die Forscher die Leistung steigern. Möglich sein soll eine Energiedichte von etwa 3 Watt pro Quadratmeter.

Eine P-MFC ist allerdings noch recht teuer: Die Testanlage in Wageningen hat laut Helder etwa 600 Euro pro Quadratmeter gekostet, wobei der Bau der Anlage die meisten Kosten verursacht hat. Die Forscherin glaubt, dass es möglich sein wird, die Kosten auf etwa 40 Euro pro Quadratmeter zu senken.

Spannung als Gesundheitsindikator

In der Natur ausgebracht, kann eine P-MFC nicht nur Strom für Sensoren in der Umwelt erzeugen. Die Spannung, die sie erzeugt, kann selbst ein Indikator für den Zustand der Pflanzen und des Bodens sein. Das US-Unternehmen Voltree bietet Sensoren an, die durch das Spannungsgefälle zwischen Baum und umgebendes Erdreich gespeist wird. Wissenschaftler der Universität in Seattle im US-Bundesstaat Washington haben 2009 ein ähnliches System vorgestellt.

Helder und ihre Kollegen haben das Unternehmen Plant-e gegründet, über das sie P-MFCs vermarkten wollen. Ein erstes Produkt gibt es schon: Plant-e Planet, eine Brennstoffzelle für den Blumentopf, die eine 10 Zentimeter große Erdkugel rotieren lässt.