Planten kunnen ook zonder licht groeien, is de overtuiging van David Strik. De Wageningse milieutechnoloog heeft een beurs gekregen om te bewijzen dat planten aan stroom genoeg hebben.
Planten laten groeien zonder licht, maar met stroom. Dat is het streven van David Strik. Hij kreeg voor dit idee een Open Mindbeurs van de Stichting voor de Technische Wetenschappen. ‘Je kunt er overal voedsel mee produceren, zonder landbouwgrond,’ zegt Strik, die de beurs, 50.000 euro, gebruikt om met medebedenker en student Mathijs van der Zwart te bewijzen dat het kan.
Planten gebruiken zonlicht om te groeien, maar je kunt licht als energiebron vervangen door elektriciteit, bedachten de uitvinders. Fotosynthese wordt dan elektrosynthese.
Het systeem verloopt als elektrolyse: met een anode en een kathode. Na het toevoegen van energie aan de anode stromen vrijgekomen elektronen naar de kathode, waarop bacteriën of andere organismen zitten. Met die elektronen als energiebron groeien de bacteriën, die allerlei stoffen gaan produceren. ‘Het is al gelukt met bacteriën die azijnzuur maken,’ zegt Strik. ‘We hopen het nu ook te doen bij algen en later bij zeewier, die hoogwaardige producten kunnen leveren. Het moet altijd in een waterig milieu om de elektronen te laten stromen.’
Energie uit plantenwortels
Zowat tien jaar geleden kwam Strik met precies het omgekeerde concept. Hij bewees dat er energie te halen is uit plantenwortels. Dat idee is nu uitgegroeid tot een volwaardig bedrijfje, Plant-e, waarbij hij deels nog betrokken is. Dat bedrijf levert onder meer systemen om je mobieltje op te laden met gras in een waterbak. Een gesloten systeem waarbij de plant groeit op stroom die hij zelf opwekt, is niet mogelijk. Er zal altijd energie bij moeten, aldus Strik. ‘Je zou beide systemen wel aan elkaar kunnen koppelen. Bijvoorbeeld een moerasgebied waar je met de technologie van Plant-e stroom genereert en dat doorsluist naar een waterbak waarin waterplanten groeien. In principe maakt het niet uit waar de energie vandaan komt’.
Factor vijftig
Normaliter zit er veel energie in ons eten, benadrukt Strik. ‘Maar dat realiseren veel mensen zich niet. Het beetje stroom dat we thuis gebruiken voor onze elektrische apparaten, is maar een fractie van de hoeveelheid energie die we als consument gebruiken voor de complete voedselproductieketen.’
Fotosynthese met behulp van stroom is veel efficiënter dan via zonlicht, aldus Strik. De stekkerplant heeft minder energie en water nodig dan gangbaar is in de landbouw. Dat scheelt tot wel een factor vijftig. Bijkomend voordeel is dat het systeem gesloten is en mest en water niet wegspoelen of verdampen uit de gewassenreactor.
Per persoon heb je normaal gesproken veel grond en water nodig om voedsel te kweken, maar een reactor van het formaat flinke koelkast is volgens Strik genoeg om een gezin met twee kinderen het hele jaar door van voedsel te voorzien. Daar is slechts 1200 watt voor nodig. Dat komt neer op 46 zonnepanelen. ‘Die passen niet op je dak, maar de stroom kan ook worden geleverd door een windpark in de Noordzee of een andere duurzame energiebron.’
Desgevraagd zegt Strik dat het het moeilijkst is de elektronen in de planten te krijgen. ‘Dat willen we op een zo natuurlijk mogelijke manier doen, zodat de planten die we maken precies hetzelfde zijn als de planten die op de conventionele manier worden geproduceerd. Dat is de grootste uitdaging’.
Elektrosynthese zou weleens van grote betekenis kunnen worden voor de wereldvoedselproductie. ‘Nieuwe technologieën kunnen grote veranderingen teweegbrengen,’ meent Strik. ‘Denk aan onze mobiele telefoons en de sociale media. Die hebben een enorme impact op onze samenleving. Op landbouwgebied was dat bijvoorbeeld het Haber-Boschproces. Dankzij dit proces, dat rond 1900 is ontwikkeld, wordt ammoniak geproduceerd uit stikstof- en waterstofgas. Ammoniak wordt gebruikt om stikstofhoudende kunstmest te maken. Als dat niet bestond, zouden we nooit zoveel voedsel kunnen produceren als nu.’
Uit de fabriek
Maar de landbouwgrond is eindig en er komen steeds meer monden om te voeden. Daarom zou deze bio-elektrochemische aanpak ook verregaande gevolgen kunnen hebben, denkt Strik. ‘Straks komen alle gewenste producten gewoon uit een fabriek in plaats van van het land. Dan hoeven we geen palmolie uit Indonesië meer te importeren en bossen te vernietigen om nieuwe landbouwgrond aan te leggen. Dat kunnen we met ons systeem, als het eenmaal goed werkt, helpen voorkomen.’