正文 第24章 植物也可以發電嗎?(1 / 1)

在能源匱乏的今天,科學家們正在從各方麵千方百計地尋找新的能源。1981年,英國基得明斯特市的一名鍾表匠托尼·埃希劄提出了一個極為大膽的新設想——用植物發電。他做了一個十分簡單的試驗,用一個檸檬,在末端插入兩個電極,二根由鋅製成,另一根為銅線,然後把兩個電極與小型鍾表電動機的電路相連,結果,令人吃驚的現象出現了,電針的指針開始正常走動,就像接上電源那樣,這個檸檬中的能源,足足使鍾走動了5個月。

埃希爾的實驗證明,植物中蘊含著能量可以發電,一個檸檬就可以充當一個植物電池。

雖然用這種方法並沒有很大的實際應用意義,但它無疑為用植物電池產電和貯存電能作了最初的簡單嚐試,使許多科學家專心致力於這項具有光輝前景的研究。

不久之後,美國加利福尼亞大學的索莫傑伊教授,進行了一係列頗有實際意義的實驗。

他提出:工業上從水中提取氫氣和氧氣需要耗用大量的電能,而植物的綠葉可以利用陽光將水分解成氫和氧,如果製造出一種能利用太陽能的“電子葉”,等於找到了一個不可估量的發電工廠。他采用了一個十分巧妙的方法,用一塊氧化鐵粉製成的催化板,板中摻入了一些特殊的雜質,而且還分別用鎂原子和矽摻雜形成“PN”型半導體結盤形板,將它浸在可導電的硫酸鈉溶液中,當陽光照射時,就在兩極之間產生電流,並開始將水分解成氫和氧。但用這種方式還存在著很大的問題,比如摻鎂的盤麵經過8小時後由氧化鐵漸漸變為氧化亞鐵而降低催化作用,離真正進入應用階段還有很大距離。

同時,美國俄亥俄州立大學的生物化學家伊利莎白·格洛絲及其同事,對植物發電的課題進行了正規而又深入的研究。他們把活細胞成分和人工合成的生化製品合起來,製成一種巨大的特殊葉細胞。這是一個十分複雜的過程,他們先利用從葉綠體中仔細分離出來的顆粒,成功地製得以植物為基礎的光電池,而後又根據葉綠體進行光合作用的原理,製成了以完整的葉綠體為基礎的電池,因為完整葉綠體比較容易從植物組織中分離出來。

格洛絲把葉綠體塗在微型過濾薄膜上,用這種薄膜來分割兩種溶液。一種溶液中含有釋放電子的化學物質,另一種溶液包含有電子受體。當光線透過電子受體溶液照射到葉綠體上時,兩者都受到激發,電子從釋放電子的溶液中通過葉綠體進入電子受體溶液。結果他們發現,由於某些電子受體分子對光非常敏感,因此,哪怕是使用死的葉綠體也會產生電壓。研究者根據覆蓋在薄膜上的葉綠體麵積,計算出總光能中立即轉化為電的最多隻有3%左右,其中葉綠體提供的約占2/3。顯然,上述的數字很不理想,用植物電池生產電在理論上似乎應該是行得通的,那麼問題在哪兒呢?

首先,要精確測出葉綠體對電池的效率究竟起多大作用是很困難的,因為“植物電池”中的生物係統和化學係統很可能是協同動作的。也就是說,整體的效率要比各個單個係統的作用簡單相加起來的效率大。更重要的是,這種電池還能貯存大量光能,因而測量瞬間能量轉換效率會造成錯誤的影響。

利用植物發電的研究麵臨重重的困難,但“植物電池”的優越性是不言而喻的。

它比傳統的光電池實際用處還大,因為光電池隻有在光線照射下才會產生電能,而植物電池在連續照光半小時後,在黑暗中還能繼續保持電壓1小時之久,所以在今天越來越多的科學家們對它產生了濃厚的研究興趣。