Je leest:

Groene stroom in de ruimte

Groene stroom in de ruimte

Auteurs: en | 3 februari 2004

In april vertrekt de Nederlandse astronaut André Kuipers naar het internationale ruimtestation ISS. Eén van de experimenten in Kuipers’ DELTA missie is het door twee eerstejaars studenten ontworpen BugNRG.

Met de lancering van de Progress bevoorradingsraket op 29 januari is de Nederlandse DELTA missie eindelijk onderweg. De Progress bracht alvast de eerste lading experimenten omhoog. De lancering van de Nederlandse astronaut André Kuipers in april van dit jaar zal ook de overige experimenten voor de DELTA missie naar het internationale ruimtestation (ISS) brengen. Onder deze experimenten bevindt zich het BugNRG experiment, bedacht door twee eerstejaars studenten van de Universiteit Utrecht en de Technische Universiteit Delft.

In dit filmpje is de BugNRG te zien in de Random Positioning Machine van Dutch Space. De opstelling wordt hierbij blootgesteld aan willekeurige rotaties om drie assen tegelijk, om te testen hoe het zich in de ruimte zal houden.

Neem wat bacteriën, voeg een kopje suiker toe en sluit je telefoon er op aan om op te laden. Het klinkt futuristisch, maar het is in de toekomst misschien werkelijk mogelijk. Bepaalde bacteriën zijn namelijk in staat om zonder de aanwezigheid van zuurstof suikers zoals glucose om te zetten in elektronen, koolstofdioxide en andere reactieproducten. Dit proces speelt zich het best af in zogenaamde bacteriële brandstofcellen, een soort van bacteriële batterijen.

Vier sets brandstofcellen zoals die bij het experiment gebruikt worden. Ze zijn afgebeeld in hun “vlucht configuratie”. De brandstofcellen zijn ontworpen en gebouwd in overleg met het bedrijf Dutch Space. bron: R. Rutgers en S.J. de VetKlik op de afbeelding voor een grotere versie.

Bacteriën in de ruimte

Het BugNRG experiment zal tijdens de DELTA missie gaan onderzoeken hoe bacteriële brandstofcellen reageren op gewichtloosheid (microzwaartekracht). Van bepaalde soorten bacteriën is namelijk bekend dat ze beïnvloed worden door gewichtloosheid. Zo bestaan er soorten die zich in de ruimte sneller gaan voorplanten. Daarnaast zijn er ook soorten bekend die een stuk productiever worden vergeleken met situaties op aarde. Daarom zijn bacteriële brandstofcellen interessant onderzoeksmateriaal in de ruimte.

In de jaren negentig werden aan boord van de Space Shuttle experimenten gedaan met antibiotica producerende bacteriën. Die bleken in microzwaartekracht tot 200% meer te produceren dan op aarde. Met BugNRG wordt er gekeken of de reactie van bacteriën op gewichtloosheid zal leiden tot een toename in de output en efficiëntie van een bacteriële brandstofcel. Het begrijpen hoe zwaartekracht bacteriële brandstofcellen beïnvloedt is belangrijk voor de verdere ontwikkeling en de daadwerkelijke toepassing van dergelijke brandstofcellen.

Geobacter metallireducens, aangegroeid te zien op het koolstof vilt van de elektroden van een brandstofcel. De bacteriën zijn gekleurd met een fluorescerende verfstof waardoor ze op de opname onder een fluorescentie microscoop oplichten. bron: R. Rutgers en S.J. de VetKlik op de afbeelding voor een grotere versie.

Voor het experiment is een speciale opstelling gebouwd die in april samen met André Kuipers aan boord van de Soyuz gelanceerd wordt. Totaal wordt ongeveer 750 gram voor het experiment omhoog gestuurd. Om de astronauten aan boord van het ISS te beschermen tegen de bacteriën en de chemicaliën zijn de twee brandstofcellen in verschillende beschermende containers geplaatst. Deze passen in elkaar als een soort Russische matroshka poppen.

Het experiment wordt uitgevoerd in een speciale zelfgebouwde faciliteit van slechts tien bij tien bij vijftien centimeter. bron: R. Rutgers en S.J. de VetKlik op de afbeelding voor een grotere versie.

De opbrengst van de brandstofcellen en de temperatuur in de buitenste container worden met behulp van een datalogger (in feite een kleine harde schijf) vastgelegd. Aan het einde van de vlucht zal André Kuipers deze datalogger loskoppelen en meebrengen naar de aarde. De rest van het experiment blijft aan boord van de Progress capsule en wordt vernietigd als die later in de atmosfeer verbrandt.

Bacteriële brandstofcellen kunnen in de toekomst worden toegepast op plaatsen waar het vervangen of opladen van batterijen duur en moeilijk is. De Amerikaanse marine steunt al verschillende onderzoeken om uiteindelijk dergelijke brandstofcellen toe te kunnen passen in kleine elektrische systemen. Opmerkelijk is de mogelijke toepassing van bacteriële brandstofcellen in pacemakers. De bacteriën gebruiken in dit geval de glucose in het bloed voor de productie van elektriciteit voor de pacemaker.

Auteurs

Hoofdonderzoekers van het BugNRG experiment zijn Renske Rutgers (Universiteit Utrecht) en Sebastiaan de Vet (Technische Universiteit Delft).

Renske Rutgers en Sebastiaan de Vet geven uitleg over hun experiment tijdens een presentatie van de DELTA-missie in ESTEC. bron: Carl KoppeschaarKlik op de afbeelding voor een grotere versie.

Renske Rutgers is een eerstejaars studente economie aan de Universiteit Utrecht. Ondanks haar studiekeuze houd ze zich voor BugNRG voornamelijk bezig met de biologie en de chemie. Op het VWO volgde ze het Natuur- en Gezondheid-profiel en maakte ze deel uit van de Nederlandse delegatie naar de International Conference for Young Scientists (ICYS) 2003 in Tsjechië.

Sebastiaan de Vet is eerstejaars student Lucht- en Ruimtevaarttechniek aan de TU Delft en volgde het Natuur- en Techniek-profiel op de middelbare school. Ook hij was delegatie lid voor de ICYS 2003. Hij houd zich voor BugNRG bezig met het ontwerp en bouw van de experiment-faciliteit, integratie van bepaalde onderdelen en enkele practische zaken.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 03 februari 2004

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.