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植物也成发电机?-筑龙新闻

2014-07-09 13:10:26 中国图纸交易网 MaiTu.CC 【字体:

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我们都知道,太阳能电池是利用阳光来发电,而植物也是用阳光来为自己的生长提供能量。目前,制约太阳能发电规模的重要因素是太阳能电池板成本太高。

植物也成发电机?-筑龙新闻

植物发电机


植物也成发电机?-筑龙新闻

盆栽植物点亮台灯


植物也成发电机?-筑龙新闻

利用树木发电示意图


植物也成发电机?-筑龙新闻

利用盆栽蕨类发电


植物也成发电机?-筑龙新闻

单个藻类发电装置


植物也成发电机?-筑龙新闻

利用树木发电的电能杆


植物也成发电机?-筑龙新闻

成片的藻类发电系统


植物也成发电机?-筑龙新闻

漂浮在水域中的莲叶状藻类发电系统


      我们都知道,太阳能电池是利用阳光来发电,而植物也是用阳光来为自己的生长提供能量。目前,制约太阳能发电规模的重要因素是太阳能电池板成本太高。那么,有没有可能舍弃掉昂贵的电池板,而利用廉价的植物来作为太阳能发电的载体?英国剑桥大学的研究人员认为,的确可以用植物来发电,他们还发明了一些用植物发电的新奇产品。
植物利用太阳能发电的原理
      利用植物可以发电,我们马上想到的或许是那些生物能源公司,他们利用焚烧植物来进行发电。而英国剑桥大学的研究人员亚历克斯·德里夫则认为,其实不需那么“暴力”的方式,我们完全可以用和平的方式让植物发电。植物进行光合作用时,叶绿素不但能把水分解为氢和氧,而且还能把氢分解为带电荷的氢离子和带负电荷的电子。此时,植物体内会有电流产生,然后白白地消耗掉了。如果用人工的方法控制这个产生电流的过程,就可以积累植物中的电量,为人们提供生活和工业所需的用电。
     几年前,为了验证植物叶绿素发电的可行性,日本科学家进行了一个特别的实验。研究人员把从菠菜叶内提取的叶绿素与卵磷脂混合,涂在透明的氧化锡结晶片上,用它作为正极安置在“透明电池”中,当它被太阳光照射时,就会产生电流。研究表明,用叶绿素制造的电池能把太阳能的30%转换成电能,而现有的多数太阳能电池板仅能把10%~20%的太阳能转变为电能。因此,研究人员认为利用植物进行太阳能发电应该比太阳能电池板发电的潜力更大。

活生生的生物光伏电池
     研究人员把利用植物进行太阳能发电的方式称作“生物光伏发电”,用这种方法制成的电池为“生物光伏电池”。然而,日本研究人员制造的生物光伏电池有一个很大的缺陷,那就是不能持久发电,因为用于制造电池的叶绿素与卵磷脂都是从植物中提取出来的大分子有机物,离开植物的生存环境后很容易分解而失去吸收太阳能的功效。
      于是,英国剑桥大学的研究人员改进了日本研究人员的发电技术。他们认为利用活生生的植物也可以发电,并开发出不少活的“生物光伏电池”。比如,研究人员在一些植物盆栽中设置一些电极,就可以及时搜集植物在进行光合作用时产生的电量。根据目前进行的实验,一盆直径1米的蕨类植物可以产生100瓦的电力,在阳光灿烂的日子一天可以产生将近1度电。蕨类植物对生长所需的土壤肥力要求不高,管理起来十分方便,生长也很迅速,比较适合用作发电。
主要用杂草和树木发电
     除了蕨类植物外,研究人员更看好的是各种藻类植物,因为藻类生长和扩张都很迅速,对环境的要求更低,各种水质的水域都可以生长藻类,阴暗潮湿的地方也可以生长藻类。除了藻类外,更加原始的苔藓类植物也是研究人员即将利用的对象。当然,植物资源最丰富的森林是研究人员所认为的“生物光伏”电能宝库。他们已经设计了一种电能杆,准备从森林中的树木中搜集电能。

      我们知道,世界上的能量是守恒的。如果把植物光合作用的能量用于发电,必然会影响植物的生长。因此,在未来将主要用杂草和树木来发电,不会用粮食作物、蔬菜和果树来发电。和传统的太阳能发电一样,“生物光伏”发电也面临着储能的问题。也就是说,有阳光照射的时候,电能会源源不断地产生并需要及时消耗,而在夜晚没有阳光的时候则不会产生电能,需要用一些储电设备来解决这个问题。
      尽管利用植物进行太阳能发电的技术刚刚起步,研究人员却对它的前景十分看好。植物发电不但效率高,而且十分便捷,可以当地发电当地使用,不需要复杂的电网进行远程输电,尤其适合偏僻地区和灾区。剑桥大学的研究人员甚至认为,在乡村和旅游度假区,生物光伏电池将有可能逐步取代同样是刚刚起步的太阳能电池;在城市,居民可以利用阳台上、庭院中和家里的各种盆栽植物来发电,为家庭的电器提供电能。

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