Tijdens de klimaatconferentie van Madrid die momenteel plaats heeft, gaat het er vooral om maatregelen te vinden die de klimaatverandering kunnen tegen gaan. Een van de maatregelen is de transitie naar duurzame energie. De huidige manieren van energieopwekking dragen voor een belangrijk deel bij aan de versnelling van de klimaatverandering en de uitstoot van broeikasgassen. Het kabinet heeft daarom in de Energieagenda de doelstelling vastgelegd, tot 2050 de uitstoot van CO2 met 80 tot 95 procent terug te dringen. Daaraan kan iedereen een steentje bijdragen. Bijvoorbeeld door zelf energie voor je smartphone op te wekken met een mini-brandstofcel. Met je eigen brandstof. Namelijk urine.

Een onderzoeksteam van de University of Bath,  ontwikkelde samen de Queen Mary University in London en de Bristol Bioenergy Centre een innovatieve miniatuur-brandstofcel, die daadwerkelijk stroom uit urine kan produceren. Deze nieuwe microbiële brandstofcel is kleiner, krachtiger en goedkoper dan soortgelijke apparaten. De prijs ligt ergens tussen de 1,50 en 3 euro.

Een microbiële brandstofcel zet met behulp van natuurlijke biologische processen van ‘elektrische bacteriën’ organische stoffen zoals urine om in stroom. Deze krachtbronnen zijn efficiënt, relatief goedkoop in gebruik en ze produceren in verhouding tot andere methoden nauwelijks afval, zo benadrukken de uitvinders de voordelen in een artikel in het vakblad Electrochimica Acta.

Luister nu naar De IO Show!

Elke week het nieuws van Innovation Origins in je oren!

Dr Mirella Di Lorenzo © University of Bath.

„Als we het potentieel van van het menselijk afval kunnen benutten, dan betekent dat een revolutie voor de wijze waarop stroom wordt geproduceerd,” betoogt dr. Mirella Di Lorenzo, docent aan de Universiteit Bath. Microbiële brandstofcellen kunnen een belangrijke rol gaan spelen bij de zoektocht naar veilige, betaalbare en milieuvriendelijke energie.  Er is namelijk geen universele oplossing voor het energieprobleem. We moeten alle mogelijkheden benutten. Inclusief het gebruik van urine.”

De brandstofcel is 6,5 vierkante centimeter groot. Hij gebruikt als katalysator glucose en ovoalbumine; een proteïne die uit eiwit wordt gewonnen. Tot nu toe werd bij microbiële brandstofcellen vooral platina als katalysator gebruikt. Dat is veel duurder dan glucose en ovalbumine.   De onderzoekers experimenteerden met elektroden van verschillende lengtes om te weten te komen op welke manier er zoveel mogelijk energie opgewekt kan worden. Het bleek dat het vermogen vertienvoudigde, toen de elektroden werden verlengd van vier naar acht millimeter. Ook konden zij het vermogen proportioneel verhogen door meerdere eenheden te stapelen.

Momenteel genereert één enkele microbiële brandstofcel twee watt elektriciteit per kubieke meter. De hoofdauteur van de studie en CSCT-doctoraatsstudent Jon Chouler geeft toe dat dit nog erg weinig is. Zeker in vergelijking met waterstofbrandstofcellen of zonnecellen. Maar het is voldoende is om een smartphone van energie te voorzien. Bovendien ligt het belangrijkste voordeel van deze technologie in de extreem lage productiekosten en het gebruik van afval als brandstof, dat nooit opraakt en geen schadelijke gassen produceert.

„Plas-power” kan energieproblemen oplossen

„Microbiële brandstofcellen kunnen een belangrijke energiebron vormen in ontwikkelingslanden. Vooral in verarmde en landelijke gebieden”, zegt Chouler. Het is spannend bezig te zijn met het creëren van dit soort technologieën. Ontwikkelingen waardoor mensen die nu geen toegang hebben tot elektriciteit of het zich niet kunnen veroorloven, straks wel stroom hebben. Het kan hun kwaliteit van leven verbeteren”. Volgens Dr. Tim Mays, mede-directeur van de CSCT, is deze hernieuwbare “plas-power” een “briljant idee, waarvan het gebruik in ontwikkelingslanden een enorme positieve invloed zal hebben op het leven van mensen in gebieden met energiearmoede”.

Het onderzoeksteam onderzoekt nu manieren om het vermogen van de microbiële brandstofcel te verbeteren. De onderzoekers zijn ervan overtuigd dat ze de prestaties van de cel kunnen verbeteren door het celontwerp te optimaliseren.

Meer artikelen over alternatieve energie vindt u hier.