Die SCMP berichtete, dass chinesische Wissenschaftler einen Generator entwickelt haben, der die Transpiration von Pflanzen zur Stromerzeugung nutzt. Genauer gesagt hat ein Team von Professoren unter der Leitung von Ho Khai Xuong, dem Leiter des Forschungsteams der Landwirtschafts- und Forstwirtschaftlichen Universität Fujian (China), einen Generator entwickelt, der auf der Transpiration von Lotusblättern basiert. Das Produkt kann Geräte mit Strom versorgen und ein Stromnetz aufbauen, um den Fabrikbetrieb zu unterstützen.

„Diese Studie untersucht nicht nur den Wasserkrafteffekt der Transpiration von Lotusblättern, sondern bietet auch eine neue Perspektive auf grüne Energietechnologien, die in Zukunft breite Anwendung finden können“, teilte das Forschungsteam in einem Artikel mit, der am 16. September in der Fachzeitschrift Nature Water veröffentlicht wurde.

„Obwohl der natürliche Transpirationsprozess der Blätter über große Mengen hydrothermaler Energie verfügt, wurde er bisher kaum genutzt. Daher haben wir die Entwicklung eines Generatorprototyps auf Basis der Transpiration von Lotusblättern (LTG) vorangetrieben“, so das Forschungsteam.

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Die Generatorstruktur basiert auf der Transpiration von Lotusblättern. Fotoquelle: Observer News

Das Forschungsteam entwickelte daher einen Generator, der auf der Transpiration von Lotusblättern basiert. Dazu platzierte es eine Titannetzelektrode als Kathode nahe der Blattoberfläche und eine Titannadelelektrode als Anode in den Wurzeln. Bei der Transpiration öffnen sich die Stomata (die Atmungsöffnungen, eine wichtige Art von Pflanzenzellen) und bewegen sich nach oben, wodurch eine Potenzialdifferenz zwischen den beiden Elektroden entsteht.

„Durch die Transpiration tauschen die Pflanzen ständig Wasser mit der Umgebung aus, sodass der Stromerzeugungsprozess den ganzen Tag über stattfinden kann, insbesondere bei Sonnenschein“, erklärte Herr Xuong.

„Wir haben eine Reihe von Experimenten konzipiert, um die Fähigkeit zur Stromerzeugung zu überprüfen und Strommessungen vor Ort durchzuführen. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass die Stromerzeugung durch Nutzung der Transpiration frischer Blätter durchaus machbar ist“, teilte Professor Xuong den Observer News mit.

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Beispielfoto. Fotoquelle: SCMP

Laut der Studie bezeichnet Transpiration den Prozess, bei dem Wasser von den Wurzeln zur Spitze einer Pflanze wandert und über Blätter oder Blüten verdunstet. Die Forscher schätzen die weltweite Stromerzeugung durch pflanzliche Transpiration auf 67,5 TWh pro Jahr. Sie könnte sich zu einer weit verbreiteten und wirtschaftlich rentablen Technologie entwickeln. Ihre Vorteile liegen in ihrer Nachhaltigkeit, Umweltfreundlichkeit und Kostengünstigkeit.

Im Vergleich zu herkömmlichen Generatoren zeichnen sich Generatoren, die auf Pflanzentranspiration basieren, durch eine einfachere Ausrüstung aus und benötigen keine großen Wasserquellen. Professor Xuong erklärte, dass dieser Generator auch als Energiequelle für dezentrale Gebiete wie Felder oder landwirtschaftliche Betriebe eingesetzt werden kann, ohne dass eine umfangreiche Infrastruktur erforderlich ist.

Darüber hinaus stellte das Forschungsteam fest, dass Umgebungstemperatur, Transpirationsrate und Stomataöffnung günstige Faktoren für die Ausgangsleistung sind. Die Transpirationsrate hat dabei den größten Einfluss, während niedrige Luftfeuchtigkeit die Leistung verringert.

Um dieses Produkt breitflächig einsetzen zu können, so Professor Xuong, müsse das Forschungsteam viele Herausforderungen bewältigen, wie etwa die Steigerung der Stromerzeugungseffizienz eines einzelnen Blattes, die Optimierung des Energiegewinnungs- und Speichersystems sowie die Erweiterung der Anwendungsfälle.

Er erklärte, dass die Strommenge, die derzeit von einem einzelnen Blatt erzeugt wird, recht gering sei. Untersuchungen zeigten jedoch, dass durch die Vernetzung vieler Bäume und Blätter ein großes, dezentrales Stromerzeugungsnetz entstehen könne. „Diese Technologie hat zukünftig das Potenzial, in Bereichen wie dem Internet der Dinge, intelligenten Stromnetzen und Sensoren breite Anwendung zu finden“, so Xuong.

Obwohl sich der Generator, der mit der Transpiration von Lotusblättern betrieben wird, noch in der frühen Entwicklungsphase befindet, sucht Professor Xuongs Forschungsteam weiterhin nach neuen Wegen, das Produkt zu vermarkten. Um die Akzeptanz des Geräts zu beweisen, testete das Team es an zahlreichen Pflanzenarten und stellte fest, dass alle zur Stromerzeugung fähig sind.

Professor Ho Khai Xuong ist ein Wissenschaftler, der auf der Liste der C-Talente der Provinz Fujian (China) geführt wird. Er verfügt über langjährige Erfahrung in der Forschung auf dem Gebiet der elektrochemischen Dünnschicht-Biotechnologie und der Anwendung von Sensoren in der Landwirtschaft .

In den letzten 5 Jahren hat er mehr als 20 wissenschaftliche Arbeiten in Fachzeitschriften wie Science Advances, Nano Energy, Research, Biosensors & Bioelectronics und Chinese Science veröffentlicht, die etwa 500 Mal zitiert wurden und einen H-Index von 12 aufweisen. Bis heute besitzt er 9 Patente.

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