Screenshot YouTube
De oude Griekse uitvinder Archimedes heeft misschien zijn Eureka-moment in het bad gehad, maar de hedendaagse Israëlische student Yaniv Shlosberg had onlangs zijn eigen moment van helderheid tijdens een duik in de zee.
Geïnspireerd door het zien van zeewier op een rots, vroeg hij zich af of de algen konden worden gebruikt om groene, koolstof negatieve energie te creëren. Een beetje research en een publicatie later werd het antwoord volmondig ja.
De negatieve effecten van het gebruik van fossiele brandstoffen hebben onderzoekers er lang toe aangezet om schonere, planeetvriendelijkere manieren te zoeken om de wereld van stroom te voorzien. Een voorbeeld van zo'n pad van onderzoek is het gebruik van levende organismen als bron van elektrische stroom in microbiële brandstofcellen, maar het probleem hiermee is dat de bacteriën constant moeten worden gevoed en in sommige gevallen pathogeen zijn.
Een andere optie is een technologie genaamd Bio-PhotoElectrochemical Cells (BPEC), waarbij de bron van elektronen kan worden afgeleid van fotosynthetische bacteriën, met name cyanobacteriën, of blauwgroene algen.
Het enige probleem hierbij is dat het commercieel minder aantrekkelijk is, omdat de hoeveelheid stroom die kan worden geproduceerd kleiner is dan die van andere bronnen zoals zonneceltechnologieën.
"Ik had het idee op een dag toen ik naar het strand ging", legt Shlosberg aan ISRAEL21C uit. “Destijds bestudeerde ik de cyanobacterie BPEC, toen ik op een rots zeewier zag dat eruitzag als elektrische snoeren. Ik zei tegen mezelf - aangezien ze ook fotosynthese uitvoeren, kunnen we ze misschien gebruiken om stromingen te produceren."
Shlosberg en een team van onderzoekers van het Technion – Israel Institute of Technology en het Israel Oceanographic and Limnological Research Institute begonnen het gebruik van Ulva, of zeesla, te onderzoeken, die zowel natuurlijk als voor onderzoeksdoeleinden overvloedig groeit aan de Middellandse Zeekusten van Israël.
Na het ontwikkelen van nieuwe methoden om verbinding te maken tussen de Ulva en de BPEC, werden stromen verkregen die 1000 keer groter waren dan die van cyanobacteriën - stromen die op het niveau liggen van die van standaard zonnecellen.
Een van de Ulva groeivaten van het Israel Oceanographic and Limnological Research Institute in Haifa. Het vat bevindt zich vlakbij het strand en er stroomt continu zoet zeewater door het systeem. Foto met dank aan het Technion-woordvoerdersbureau via ISRAEL21C
De resultaten zijn onlangs gepubliceerd in Biosensors en Bioelectronics
De onderzoekers merken op dat de verhoogde stromen die door Ulva worden geproduceerd te wijten zijn aan de hoge snelheid van de fotosynthese van zeewier en het vermogen om het zeewier in hun natuurlijke zeewater te gebruiken als de BPEC-elektrolyt - de oplossing die de elektronenoverdracht in de BPEC bevordert.
Daarnaast kan het zeewier ook in het donker voor stroming zorgen dankzij een ademhalingsproces waarbij de tijdens het fotosyntheseproces geproduceerde suikers als interne bron van voedingsstoffen worden gebruikt.
Deze nieuwe methode is niet alleen koolstofneutraal, maar is in feite "koolstofnegatief", waarbij het zeewier overdag koolstof uit de atmosfeer opneemt terwijl het groeit en zuurstof afgeeft.
Overdag komt er geen koolstof vrij tijdens het oogsten van de stroming en 's nachts geeft het zeewier de normale hoeveelheid koolstof af tijdens de ademhaling.
De onderzoekers hebben tot nu toe een prototype-apparaat gebouwd dat de stroom direct in het Ulva groeivat opvangt en geloven dat het verder kan worden verbeterd en ontwikkeld als een toekomstige groene energie-oplossing.
“Het is een wonder waar wetenschappelijke ideeën vandaan komen”, besluit Shlosberg.
