Zakaj rože ne morejo polniti mobilnih telefonov
V nekaterih tujih in tudi naših medijih so v zadnjem času poročali o »neverjetni« in »revolucionarni« iznajdbi, ki naj bi poenostavila polnjenje mobilnih telefonov. Španski inženirji naj bi iznašli način za pridobivanje elektrike iz zalitih sobnih rastlin, kar porablja le vodo in sončno energijo. V predstavitvi projekta Bioo Lite so natresli toliko neumnosti, da je prav neverjetno, kako so nekatere medije vseeno prepričali in na Indiegogo zbrali že 70.000 evrov. Vse skupaj kar kliče po podrobni analizi.
Avtorji trdijo, da so iznašli način za pridobivanje elektrike iz živih rastlin. Živa narava seveda uporablja elektriko, saj na primer živčni impulzi po aksonu potujejo kot električni signali (med nevroni pa je prenos kemičen). Prav tako si lahko baterijo doma izdelate sami – v limono zabodite bakren in cinkov kos kovine, pa boste med njima izmerili približno 0,9 V napetosti, ki sicer lahko iz limone iztisne kvečjemu kak miliamper toka. Premalo, da bi opravila kakšno resno delo, a dovolj za ilustracijo osnovnega elektrokemijskega principa. Če v raztopini elektrolita pomočite različni elektrodi in ju povežete z galvanskim ključem – limona to funkcijo opravlja odlično, ker krhlji v ravno pravšnji meri dopuščajo izmenjavo ionov – dobite galvanski člen, ki mu v računalništvu navadno rečemo baterija. Limona tu nima nobene ekskluzivne funkcije, saj bakrena in cinkova elektroda enako dobro delujeta tudi v žvepleni kislini.
In potem je tu Bioo Lite. V predstavitvi zatrjujejo, da izkorišča fotosintezo, a je nadaljnji opis medel, nepovezan, netočen in nesmiseln. Pri fotosintezi naj bi nastajale organske spojine, ki iz zemlje pronicajo navzdol v binarno biološko celico (karkoli že to je) s suho biomaso, ki se aktivira ob stiku z vodo. Tam naj bi živele bakterije, ki iz organskih spojin fotosinteze ustvarjajo elektriko, ki se shranjuje v notranjem električnem vezju. Pojdimo po vrsti.
Fotosinteza je zelo zapleten večstopenjski biokemijski proces, v katerem iz ogljikovega dioksida in vode nastajata glukoza in kisik. Voda in ogljikov dioksid sta v kemijskem žargonu energijsko revni molekuli, ker iz njiju ne moremo iztisniti nič uporabne energije. Praktično vse reakcije, v katerih sodelujeta, so endotermne (terjajo vnos energije), razen če jima dodamo reaktante z visoko energijo (recimo vodik, alkalijske kovine ipd.). Zato fotosinteza teče le ob osvetlitvi – fotosinteza je dejansko pretvarjanje sončne energije fotonov v kemijsko energijo (shranjeno v kemijskih vezeh energijsko bogate molekule glukoze). Pri fotosintezi z oksidacijo vode res nastajajo prosti elektroni, ki pa se po zapleteni poti prek več posrednikov varno prenesejo do ogljikovega dioksida, ki se reducira v glukozo. Ta del fotosinteze poteka v kloroplastih, ki imajo dodelane mehanizme, ki preprečujejo pobeg prostih elektronov v okolico, kjer bi povzročali škodo celičnim organelom.
Nemogoče je, da bi mikroorganizmi kontinuirano proizvajali elektriko iz hranilnih snovi. Seveda je mogoče, da živ organizem zbere nekaj naboja, kot recimo skat, ne bo pa vam napolnil telefona.
Na koncu za vse nejeverne Tomaže, ki v biologijo in kemijo ne zaupajo, ostane še fizika. Roža ni dovolj velik sistem, da bi bila plimska ali osmozna elektrarna, ki bi energijo pridobivala iz vodnega potenciala. Iz sonca pa je preprosto ni dovolj. Na zemljino površje pada v najboljšem primeru okrog 1000 W/m2, pri nas pa zaradi geografske širine še manj. To pomeni, da roža v najboljšem primeru zbere okrog 5 W. Če bi vso to energijo porabili za polnjenje telefona (ob tem bi roža seveda umrla), bi v enem dnevu zbrali 90 kJ energije (pol dneva je tema!). Povprečen telefon ima baterijo s kapaciteto 3000 mAh z napetostjo 4 V, kar pomeni 43 kJ energije. Ob stoodstotnem izkoristku bi v enem dnevu napolnili dva telefona. Izkoristki najboljših sončnih celic so okrog 20 odstotkov. Izkoristek fotosinteze (pretvorba sončne energije v uporabno kemično energijo) je med 0,1 in 2 odstotka. Če morate iz skrivnostnih hranilnih snovi, ki ob tem nastajajo, dobiti še elektriko in njeno napetost dvigniti na 5 V (za polnjenje litij-ionskih baterij), ugotovite, da bi na polnjene enega telefona čakali celo poletje.
Znanost dosega izreden napredek in čudeže, a v več kot sto letih zakonov termodinamike ni uspel prekršiti še nihče. Tudi španski polnilec za telefone iz loncev za rože jih ne bo.