Генерація електрики на рисових полях: потенціал мікробних паливних елементів
У процесі фотосинтезу рис виділяє через кореневу систему цукри, кислоти та інші вуглецеві сполуки. В умовах перезволоженого ґрунту, де рівень кисню вкрай низький, бактерії використовують ці речовини для метаболізму. При створенні електрохімічного ланцюга з зануреним у ґрунт анодом і другим електродом у воді, багатій на кисень, мікроорганізми передають електрони, створюючи електричний струм.
Дослідницька група під керівництвом Mostofa Mujtahid Al Hussain у 2020 році провела випробування в тепличних умовах, використовуючи як анод активоване біовугілля. За даними, опублікованими в журналі Energy Conversion and Management, пікова потужність такої системи склала 106,67 міліват на квадратний метр анода. Паралельно з генерацією струму спостерігалося зниження викидів метану на 27,1–38%, при цьому суттєвих змін в обсязі збирання зерна зафіксовано не було.
Раніше, у 2008 році, команда Kazuya Watanabe при використанні графітового повсті досягала показників до 6 міліват на квадратний метр. Інші дослідження, у тому числі роботи Atsushi Kouzuma, Nobuo Kaku та Kazuya Watanabe, демонстрували результати близько 80 міліват. Практичне застосування технології вже тестувалося: так, Yu Lu і колеги використовували енергію ґрунтових комірок для живлення електронного таймера, а Emilius Sudirjo з Wageningen University застосовував трубчасті елементи на діючих полях, фіксуючи середню добову потужність до 9,6 міліват на квадратний метр.
Тим не менш, питання широкого впровадження залишається відкритим. Учені зазначають, що при високому вмісті органічних речовин у ґрунті ефект пригнічення метану знижується. Також залишаються невирішеними питання економічної ефективності: використання дорогих каталізаторів і графітових матеріалів нерентабельне для масового сільського господарства. Перспективність методу залежить від вартості електродів, витрат праці на їх встановлення в ґрунт і необхідності підтвердження стабільності ефекту на різних типах ґрунтів та в різних кліматичних зонах.