Elektromos áram kukoricából

A kukorica energianövényként való felhasználása napjainkban már teljes mértékben elfogadott, és a megfelelő berendezések révén mind a bioetanol, mind pedig a biogáz előállítására kihasználható. A legújabb ismeretek szerint azonban a növény immár elektromos áram előállítására is alkalmas lehet. A nemzetközi szaksajtóban megjelent tájékoztató szerint az amerikai tudósoknak ugyanis sikerült rájönniük, hogyan lehet mikroorganizmusok segítségével a kukoricaszárból és a leveleiből közvetlenül elektromos áramot előállítani.

A tudományos és a fejlesztési eredmények alapján ezidáig a kukorica alapanyagául szolgáló cellulózból elsősorban az etanol, mint üzemanyag előállítására összpontosító gyártási technológiák fejlődtek ki és terjedtek el. Ma már komplex technológia áll rendelkezésre ahhoz, hogy a kukoricából hogyan vonható ki az etanol. Az amerikai tudósok azonban megfordították a kérdést, és nem az üzemanyagnak számító etanol kivonására, hanem az elektromos energia előállítási lehetőségeire összpontosítva kidolgozták azt a módszert, amellyel ún. mikróbás elemek révén közvetlenül állítják elő az áramot.

A lényege alapjában véve egyszerű: a berendezés egy-egy elkülönített anódból és katódból (pozitív és negatív elektromos töltésű vezető), valamint a köztük levő folyadékoldatból áll, amely többek között anaerób (oxigén nélküli) körülmények között élő baktériumokat is tartalmaz. A katódot az anódtól áteresztő membrán választja el. A módszer alapja, hogy míg a katód környékén oxidációs folyamatok zajlanak, az anód közelében a baktériumoknak kifejezetten oxigénhiányos környezetet kell teremteni. Ha ebben a környezetben a baktériumoknak cukrot, vagy más szerves anyagot adunk, ezek megkezdik annak feldolgozását, s a metabolizáció eredményeként elektronokat bocsátanak ki. Az elektronok a katódhoz vándorolnak, s a katóddal való összekapcsolásuk eredményeként elektromos áram születik.

Az oldatban „dolgozó” baktériumok a szennyvizekben és a háztartásokban gyakran előfordulnak. Ha glukózt tartalmazó oldatba kerülnek hamarosan elszaporodnak és nagy létszámú telepet képeznek. Ezután már csak arról kell gondoskodni, hogy az oldatban mindig legyen elegendő tápanyag a számukra, amit le tudnak bontani. Ezeket az elemeket régebben a szennyvizekből nyerhető elektromos áram előállítására már kihasználták, most a növényi hulladékok felhasználásával kibővítették az alkalmazási területét. A kukoricaszár, vagy -levél ugyanis eddig csaknem teljes egészében a szántóföldön maradt (leszántva), a módszerben rejlő lehetőségeket jelzi, hogy csak Amerikában a kukoricatermés betakarítása után a számítások szerint 250 millió tonna levél- és szármaradvány marad a földeken. Miután a kukorica tömegének mintegy 70 százalékát a cellulóz adja, ami alapjában véve egyszerű szénhidrátok láncolata, amelyek könnyen elválaszthatók egymástól. Gyakorlatilag nagy mennyiségű alapanyagforrások válhatnak így kihasználhatóvá.

Az eljárásnak azonban egyelőre van egy hibája, az elemekben előállítható energia sajnos még nagyon kevés. A közzétett adatok szerint egy watt energiát egy négyzetméternyi aktív felületű elemből lehet nyerni, a szakemberekre vár a megoldást, hogy az elemek felületét megnöveljék és azokat összekapcsolják. (agn)