Onderzoekers gebruiken planten voor elektriciteitsproductie

Franse onderzoekers hebben een methode ontwikkeld om de producten die bij fotosynthese vrijkomen te gebruiken als brandstof in een brandstofcel. Zij prikten hun brandstofcel in een cactus om een kleine hoeveelheid elektriciteit te genereren.

De Franse wetenschappers van het Centre National de la Recherche Scientifique hebben een brandstofcel ontwikkeld die zijn energie van glucose en zuurstof betrekt. Beide brandstoffen zijn het product van fotosynthese, het proces waarmee onder meer planten energie produceren uit zonlicht, water en koolstofdioxide. De bio-brandstofcel bestaat uit twee elektrodes die van enzym-coatings voorzien zijn en direct in een plant geprikt kunnen worden.

De door de plant tijdens fotosynthese geproduceerde zuurstof en glucose wordt door de elektrodes opgepikt en omgezet in energie. Afhankelijk van de lichtintensiteit kan per vierkante centimeter cactus-plantoppervlak 9 microwatt worden gegenereerd. Een hogere lichtintensiteit levert meer stroom: de onderzoekers konden direct waarnemen hoe het in- of uitschakelen van een bureaulamp leidde tot een toename in geproduceerde stroom, wat een direct verband houdt met de snelheid waarmee glucose wordt geproduceerd.

De bio-brandstofcel zou gebruikt kunnen worden om elektriciteit op te wekken, maar ook in de studie naar fotosynthese en externe invloeden op de snelheid waarmee glucose en zuurstof worden gevormd zou de techniek nut kunnen hebben. Het doel waarmee de Fransen de brandstofcel ontwikkelden, was om een brandstofcel te maken die geïmplanteerd kon worden. Op die manier zou het implantaten kunnen aandrijven die in het lichaam aangebracht worden.

Lees meer

IT-banen

Reacties (52)

dbm_
21 februari 2010 15:37

De meeste mensen begrijpen het doel niet helemaal geloof ik.. De plant en de fotosynthese zijn eigenlijk volledig irrelevant. De cactus wordt echter gebruikt omdat die voor de tests handiger en minder controversieel is dan een proefdier

De brandstofcel die ze ontwikkelen gaat worden gebruikt om kleine implantaten van energie te voorzien binnen het lichaam van een mens, denk aan pacemaker, cochleair implantaat (hoorapparaat), etc.

Eventueel zou het ook gebruikt kunnen worden bij dieren voor geimplanteerde volgapparaten/sensoren, om dieren beter te kunnen volgen in het wild.

En voor de aluhoedjes, straks hebben we allemaal een id chip in onze bovenarm die aangedreven wordt door deze brandstofcel, waarmee de fatcats van de overheid ons het resterende beetje van onze privacy afnemen

Dooievriend
@dbm_ • 21 februari 2010 21:02

dbm_ heeft gelijk. Een kleine toelichting echter is dat het onderzoek aantoont dat het mogelijk is glucose en zuurstof in (levende) organismen om te zetten naar elektriciteit bruikbaar voor implantaten. Dat de meeste planten nu toevallig glucose en zuurstof produceren mbv fotosynthese is eigenlijk een beetje bijzaak. Glucose en zuurstof eenvoudig omzetten in elektriciteit, daar draait het dus rond, en niet zozeer rond de fotosynthese of de plant...

[Reactie gewijzigd door Dooievriend op 21 februari 2010 21:03]

Anoniem: 249421
@dbm_ • 22 februari 2010 07:28

In the year 2525
If man is still alive
If woman can survive
They may find

In the year 3535
Ain't gonna need to tell the truth, tell no lies
Everything you think, do, or say
Is in the pill you took today
....

Anoniem: 152769
21 februari 2010 13:19

"Op die manier zou het implantaten kunnen aandrijven die in het lichaam aangebracht worden."

hiermee snap ik de link toch niet 100%. Als je implantaten wil kunnen aansturen die in het lichaam aangebracht zijn, dan is fotosynthese toch een van de laatste zaken waar je op gaat zoeken om je bron voor je brandstofcel te zijn? In geen enkel levend organisme (als in dier, en zeker niet de mens) vinden er fotosynthesereacties plaats.
Het zou me logischer lijken dat ze dan op zoek gaan naar stoffen die in een mens voorkomen bij energieproductie in de mitochondriën.

burne
@Anoniem: 152769 • 21 februari 2010 13:27

'een brandstofcel ontwikkeld die zijn energie van glucose en zuurstof betrekt.'

Je lichaam maakt zelf op veel manieren glucose. Kauw vanavond maar eens lang op een aardappel (liefst zonder zout en jus). Na een paar minuten begint 'ie zoet te smaken. De enzymen in je speeksel breken het zetmeel af naar glucose. Precies het omgekeerde van wat de aardappel de maanden ervoor gedaan heeft. Die heeft glucose en zuurstof omgezet naar zetmeel, als energieopslag voor de koude wintermaanden.

Die glucose willen deze onderzoekers gebruiken. En zoet cactus-sap is een prima testomgeving. Stukken makkelijker dan een plant met bladeren waar je de glucose in een dun blad moet zien aan te spreken. Een cactus heeft dat in z'n 'stam' waar het makkelijker te bereiken is.

(mitochondriën gebruiken overigens ook glucose als brandstof, maar zetten dat om in een fosfaat waar je alleen als cel iets mee kunt. Voor elektriciteitsproductie is ATP niet erg geschikt..)

[Reactie gewijzigd door burne op 21 februari 2010 13:31]

Zarc.oh
@burne • 21 februari 2010 16:03

De enzymen in je speeksel breken het zetmeel af naar glucose.

That would be maltose

MSalters

Wetenschap
Energie
R&d

@Zarc.oh • 22 februari 2010 11:59

En bovendien circuleert het niet in je bloed als glucose of maltose. Bio fail.

stefanos1990
@Anoniem: 152769 • 21 februari 2010 13:43

Gebruiken ze eens een keer geen proefdieren is het weer niet goed

want dat is wat die plant hier is: gewoon een proefdier. Dat die plant zijn glucose maakt dmv fotosynthese is volstrekt onbelangrijk ookal wordt het erg vaak genoemd in het artikel waardoor de verwarring te begrijpen is.

Verder wil ik nogmaals benadrukken dat een plant toch echt wel een levend organisme is.

SPee
@stefanos1990 • 21 februari 2010 14:07

Vraag ik me af: hebben ze verder het effect op de plant wel gemeten

Door middel van fotosynthese krijgt de plant zijn energie, waardoor het kan leven. Nu nemen ze het resultaat van die plant 'af', waardoor deze niet meer zijn energie krijgt (denk ik). Sterft de plant dan niet (na enige tijd) niet hierdoor?
En wat voor effect heeft het dan in de mens

RadiantThunder
@SPee • 21 februari 2010 14:17

De mens moet dan gewoon voldoende glucose binnen krijgen om aan zijn normale behoeften te voldoen + aan de behoeften van de brandstofcel.
Natuurlijk moet hij ook blijven ademen om genoeg zuurstof binnen te krijgen

babananana
@SPee • 21 februari 2010 14:51

Aangezien de meeste mensen in de westerse wereld (meer dan) voldoende eten en drinken, zal dat niet zo'n probleem vormen denk ik.

stefanos1990
@babananana • 24 februari 2010 17:10

Ik zie de tellsell reclames al voor me: "DE nieuwe revolutionaire manier om af te vallen: stel zelf in hoeveel categorieen u per dag wil verbranden en onze gepatenteerde brandstofcel doet het voor u!"

maar serieus: de toepassing waar dit handig voor is (ik denk aan bv een pacemaker) gebruiken sowieso maar een minimale hoeveelheid energie, dat is verwaarloosbaar in vergelijking met de hoeveelheid energie in voedsel die wij op een dag binnen krijgen.

masteriiz
@Anoniem: 152769 • 21 februari 2010 13:26

Zuurstof en glucose komen wel in het lichaam voor.

Anoniem: 179960
@Anoniem: 152769 • 21 februari 2010 13:27

Ze wekken energie op via glucose en zuurstof.

johnkeates
@Anoniem: 152769 • 21 februari 2010 13:27

Glucose en Zuurstof komen bij mensen gewoon voor hoor

Lord Daemon
@Anoniem: 152769 • 21 februari 2010 13:28

Er staat dat de cel zijn energie haalt uit glucose en zuurstof--deze komen in het menselijk lichaam wel degelijk voor, neem ik aan? (Zuurstof zeker; over de plek waar glucose wordt omgezet in iets anders ben ik niet zeker.) Het artikel voegt daaraan toe dat deze stoffen het product zijn van fotosynthese, wat natuurlijk waar is; maar je kan ze ook in je lichaam krijgen door de producten van fotosynthese op te eten.

Anoniem: 291968
@Anoniem: 152769 • 22 februari 2010 07:48

Het verschil is waar komt energie vandaan bij levende organisme.
Een plant is de fabriek voor energie voor levende organisme.

Planten maken energie van licht.
Dieren eten planten om de honger te stillen.
Dieren eten dieren om weer aan energie te komen.

Dus als je planten gaat gebruiken om het zelfde te doen als zonne pannelen.
Heb je meer zuurstof, energie, een groenere wereld.
En het is goedkoop om zo energie te produceren.

Perfecter dan dat krijg je het niet.

Rey Nemaattori
@Anoniem: 152769 • 22 februari 2010 11:04

"Op die manier zou het implantaten kunnen aandrijven die in het lichaam aangebracht worden."

hiermee snap ik de link toch niet 100%. Als je implantaten wil kunnen aansturen die in het lichaam aangebracht zijn, dan is fotosynthese toch een van de laatste zaken waar je op gaat zoeken om je bron voor je brandstofcel te zijn? In geen enkel levend organisme (als in dier, en zeker niet de mens) vinden er fotosynthesereacties plaats.
Het zou me logischer lijken dat ze dan op zoek gaan naar stoffen die in een mens voorkomen bij energieproductie in de mitochondriën.

Zuurstof en Glucose lijken me best wel aanwezig in dierlijke organismen? Dus als de glucose-productie stroom genereert, dan zal de gemiddelde nederlander na het eten van een kilo drop enkele huishoudens kunnen aansturen...

bReChThOu
@Anoniem: 152769 • 21 februari 2010 13:25

Euhm planten zijn gewoon levende organismen hoor?

lordMocro
21 februari 2010 13:30

Soort van zonne-energie, maar dan wat inefficienter lijkt mij.

burne
@lordMocro • 21 februari 2010 13:34

De chlorofyl-cyclus heeft een efficiency die te vergelijken is met die van de huidige betaalbare PVA-cellen, een procent of 10.

Baritee
@burne • 21 februari 2010 21:12

Ik meen me te herinneren dat In theorie fotosynthese maximaal 12.5% effieciënt is.

Maar als je kijkt naar de effectieve energie die de plant heeft opgeslagen is dat maar 2% niet meer (onderhoud van de plant vraagt ook veel energie). Ga je dan kijken welke heveelheid je echt kan oogsten is dat nog een lager percentage (Bvb bij graan worden de wortels niet meegeoogst en daar zit ook wat energie in). Reken dan nog de energie die nodig is om te oogsten en om de oogst te verwerken en er blijft niet echt veel energie meer over.

MSalters

Wetenschap
Energie
R&d

@Baritee • 22 februari 2010 12:01

De aantrekkelijkheid van bio-zonneenergie zit 'm in het gemak van productie (zaaien, water geven) en opslag daarna (oogsten en bewaren). Niet in het energetisch rendement.

BlackOwl
@MSalters • 22 februari 2010 12:35

En het nadeel zit in de grote lappen grond die je er voor nodig hebt.
Grond die hard genoeg nodig is voor voedselproductiue.

SMSfreakie
21 februari 2010 13:35

maar een bos planten als energie centrale is minder horizon vervuiling dan een enorme spiegel vallij enzo

RielN
@SMSfreakie • 21 februari 2010 13:37

Beetje mijn idee. Heb al wel eens gedacht of het theoretisch niet mogelijk is een zonnecel op het dak te hebben die eruit ziet als een grasmat of mostapijt of misschien wel buxushaagje. If you know what I mean.

Fjerpje
21 februari 2010 14:04

Er zijn enorm veel technieken waarmee je elektriciteit kan opwekken. Helaas word de helft weinig of niet toegepast. Of het duurt vaak nog tientallen jaren voordat het ergens word geïmplementeerd.

Jelle E
@Fjerpje • 21 februari 2010 14:19

Dit komt doordat er veel onderzoek door universiteiten nooit wordt gebruikt om commerciële initiatieven op te starten.
Toch, het laag voltage gelijkstroom onttrekken van levend plantmateriaal deed mij gelijk aan http://www.plant-e.com/ denken. Dit is een initiatief vanuit Wageningen om met oud studenten samen te werken om gedane onderzoeken te commercialiseren. Het gaat alleen niet uit van elektrodes in de plant steken, maar via de wortels afgescheiden voedingsstoffen te gebruiken om elektriciteit op te wekken.

SEtechnology
21 februari 2010 17:14

blijft er dan nog genoeg energie over voor de plant zelf? Planten maken glucose niet voor de lol namelijk...

--Andre--
@SEtechnology • 21 februari 2010 19:44

dat vroeg ik me dus ook af... en die hoeveelheid is ook belachelijk laag... ik bedoel.... heeft dit überhaupt wel zin?

Anoniem: 322525
21 februari 2010 15:29

Lol Day of the Triffids..

Je kan van een aardappel ook heel simpel een batterij maken. Het mooie van het experiment met de cactus is dat de plant leeft en energie blijft leveren. Een cactus vraagt weinig onderhoud. Hij kan hoge temperaturen aan zonder veel water te verdampen en kan dus in gebieden staan met een hoge lichtintensiteit. Ook zijn de meeste cactus soorten volledig groen (dus een groot oppervlak waar fotosynthese kan plaatsvinden).
Voor ontwikkelingslanden is dit mooi. Zij kunnen dan die enorme hoeveelheid energie van de zon ook gebruiken als het goedkoop is.

Ramzzz
21 februari 2010 13:18

Het ziet er wel erg knulig uit, een cactus-achtige met een tamelijk forse lamp beschijnen om een minimaal stroompje te laten lopen.

Verder wel interessant, uiteraard.

Ducktape
@Ramzzz • 21 februari 2010 13:26

Normaal doet de zon dat maar de zon kan je niet zo snel in en uit schakelen... En een lamp geeft een constante hoeveelheid licht, geen last van wolken en dat soort ongein.

[Reactie gewijzigd door Ducktape op 21 februari 2010 13:27]

teek2

@Ducktape • 21 februari 2010 17:51

Ja kan natuurlijk niet even snel iets voor de zon houden en weer weg halen

Admiral Freebee
@teek2 • 21 februari 2010 18:20

Dat gaat moeilijker in een laboratorium, of je moet al de cactus voor een raam zetten, en die dan snel weer blinderen. Nee, dat is veel te lastig. Je kan beter werken met een lamp. Dan kan je nog onderzoeken hoe de plant reageert bij verschillende lichtintensiteiten.

Anoniem: 58667
@Ramzzz • 21 februari 2010 20:18

Forse lamp wel, dat bureaulampje... Wie weet zit er wel een gloeilamp in, dat lichtspectrum is bij uitstek geschikt voor planten... Niet dus. Het is al verbazend dat dat stomme lampje een meetbaar effect heeft.

bbob
21 februari 2010 13:23

Was toch al bekend dat planten kleine hoeveelheden stroom produceren.

Wat ik me echter afvraag is waarvoor produceren planten stroom, doen ze daar effectief zelf iets mee. Mocht dat zo zijn en je tapt stroom af dan zou dat dus de hele energiehuishouding van een plant verstoren.

masteriiz
@bbob • 21 februari 2010 13:26

De brandstofcel produceert hier de stroom, niet de plant.

RielN
@masteriiz • 21 februari 2010 13:29

Als aanvulling: de plant produceert de brandstof.

bbob
@RielN • 21 februari 2010 14:46

Zelf als de plant de brandstof produceerd komt de plant dan deze zelf niet tekort.

RielN
@bbob • 26 februari 2010 15:12

hij gaat meer produceren omdat hij meer nodig heeft

Anoniem: 247804
@bbob • 21 februari 2010 13:29

Inderdaad, dit wist men al een jaar of honderd geleden.

Zelfs de eerste onderzoekers met stroom (kikkerpoot, aan een koper haak tegen een ijzer hek houden) experimenteerde met potentiaal verschillen in bomen en planten en verschillende delen ervan...

Onlangs was er ook "wereld-nieuws" toen men voor de zoveelste keer ontdekte dat er een potentiaal verschil zit tussen de stam van een boom en de grond erom heen....

[Reactie gewijzigd door Anoniem: 247804 op 21 februari 2010 13:30]

burne
@Anoniem: 247804 • 21 februari 2010 13:33

Zelfs de eerste onderzoekers met stroom (kikkerpoot, aan een koper haak tegen een ijzer hek houden)

Dat experiment gebruikt de relatieve zuurgraad van een dode kikker als batterij, niet het glucose uit de cellen. Koper, ijzer en een zuur wekken ook elektriciteit op, ongeacht de bron van het zuur, maar volgens andere principes.