植物发电 

“长出来”的电池

      把铜硬币和镀锌的铁钉插进洋葱里，就会得到一个简单的原电池。它甚至能点亮灯泡—灯泡够小就行。但指望用洋葱发电来应对停电，怕是没戏。

      前一阵子网上曾经流传过一段视频，内容是把USB线插到洋葱里给iPod充电，看起来有模有样。不过有些严谨的研究人员做了这个实验后，发现洋葱产生的电量还不如柠檬；但即使是柠檬，也需要12个才能达到给iPod充电所需的5伏电压，而且充电时间长达5000小时，iPod也只能用可怜的30分钟。可以理解，毕竟这些植物可不是地里长出来的蓄电池。不过，从植物中获取电能正是我们一直在做的事情，只不过一般是用千百万年前的积存下来的化石燃料而已。把新鲜植物变成电厂，往往需要更复杂一些的转换，

      例如先把它们的纤维素拆成糖，再把糖变成乙醇。无论如何，这些方法利用的都是植物中积攒的太阳能。而植物所转换和积累下来的太阳能往往只有3%到6%左右；从人类的角度来看，90%以上的太阳能都被植物浪费掉了。在阳光的作用下，植物叶片细胞中的叶绿体将二氧化碳和水变成生长所需的养分，同时放出氧气。在这个过程中，分解一个水分子将会得到一个氧原子、两个质子和两个电子，而这两个电子将在进一步的转化过程中，会成为形成糖类养料的动力来源而被消耗掉。这些糖和最终它们构成的淀粉和纤维素等等，才是对人类有用的东西。

      有些研究者打算截断这个过程，直接从植物中把电子引出来形成电流。西雅图华盛顿大学的一个研究团队正忙着在大叶槭树上钻洞，想用树来发电。他们把导线一头插进树里，另一端插进土壤，结果测到了平稳的零点几伏电压。这算是个不错的发现，虽然得三棵树发的电才能顶得上一颗1.5伏的AA电池，也许以后这些树会被改造成电线杆或者路边充电器吧—前提是它们得能够发出更多的电量才行。要通过改造基因的方式来把乔木变成充电站可能还需要一阵子，不过斯坦福大学的研究人员提出的植物发电方法，看起来可能更有前途一些。韩国科学家、现在供职于韩国延世大学的Won Hyoung Ryu盯上了这个星球上历史最悠久的单细胞生物之一绿藻，希望能把这些小生物变成活体太阳能电池。

“蚂蚁雄兵” 绿藻

      绿藻是近几十年里的能源之星。饱受能源短缺之苦的人们用了许多方法来开发绿藻的新用途，从生物乙醇到绿藻制氢等等不一而足，而斯坦福大学的这项研究结果可算是最匪夷所思的一种。

      Ryu和他的同事们制造出了宽度只有数十纳米的金质电极，将其插进绿藻细胞当中。这么小的电极不会对绿藻细胞造成致命损伤，有弹性的细胞膜会封住电极，就像用针扎进一只足球那样。叶绿体会正常工作，但是所产生的电子却会被电极吸走而形成电流。“我们相信，这是第一次在活体植物细胞中提取电能。”这位在斯坦福大学获得了博士学位的研究者说，“但是这只是第一步。”的确。

       现阶段，每个绿藻仅能够产生一兆分之一安培的电流，几乎完全可以忽略不计。但是Ryu希望通过“蚂蚁雄兵”的策略来让这种方法显得有些可行性。现在研究者们制造了一些细金丝，表面有着向着同一个方向倾斜的微小尖刺。当含有大量绿藻的水逆着尖刺的倾斜方向流过时，绿藻就会被挂在尖刺上，变成了一个微小的电池。通过这种方式，研究者们已经能在一小时内生产出大约与一节普通电池相当的电量—或者说，相当于三棵大叶槭树。理论上，这种发电方式可以实现100%太阳能和电能的转换，而唯一的副产品也只是氧气而已。

       考虑到地球上绿藻的庞大数量和高速的繁殖能力，也许这种发电方式对渴求能源的人类来说不无小补。现在研究者们正在开始寻找拥有更多叶绿体的植物，也在改进制造电极的工艺，希望能够让这种方法的效率更低。但是，这并不是可以迅速走入生活的发电技术。也许随着生物技术和微机电技术的发展，我们可以制造出成本足以取代传统发电技术的新植物电池，但是就今天而言，就像Ryu所说的那样，“要制造一个有现实意义的发电设备，还有很多事要做。”