植物發(fā)電先鋒：Plant-e

文|《農(nóng)經(jīng)》記者　亢淼

植物發(fā)電先鋒：Plant-e

文|《農(nóng)經(jīng)》記者亢淼

這條從火車(chē)站通往瓦赫寧根校園的路被植物供電的LED燈照亮

為業(yè)余愛(ài)好者設(shè)計(jì)的入門(mén)套件——可以讓消費(fèi)者在家中用植物組裝成可用電池

其實(shí)很早以前，就有人提出過(guò)植物發(fā)電的可行性，然而Plant-e的這項(xiàng)技術(shù)的獨(dú)特之處在于，它是第一個(gè)在不破壞作物生長(zhǎng)的情況下獲得電能并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的。

前幾天一則有趣的消息在朋友圈傳播——《一盆花能給iPhone 6充電5年？荷蘭人正在實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)》，其中一句話引起了無(wú)數(shù)人的好奇心：“根據(jù)荷蘭一家清潔能源公司Plant-e的計(jì)劃，理想狀況下，這樣一套活體植物發(fā)電系統(tǒng)，通過(guò)一個(gè)小小的‘花盆’，一年可以提供28千瓦時(shí)的電力，也就是28度電，這樣的一盆花可以給一臺(tái)iPhone 6手機(jī)充電4093次，相當(dāng)于6139個(gè)小時(shí)。這就是說(shuō)，如果你一天給手機(jī)充兩次電的話，一盆花可以給你的手機(jī)充電5年?！?/p>

這到底是怎么回事？這家從沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)的小公司到底是怎么做到的？

Plant-e成立于2009年9月，是屬于荷蘭瓦赫寧根大學(xué)環(huán)境科學(xué)系的衍生公司，該公司致力于將瓦赫寧根大學(xué)環(huán)境科學(xué)有意義的研究成果轉(zhuǎn)化成可應(yīng)用技術(shù)并推廣。 目前最引人注目的成就就是利用植物發(fā)電同時(shí)收集這些電能使其能應(yīng)用到日常生活中。2012年，還在荷蘭瓦赫寧根大學(xué)攻讀博士學(xué)位的Marjolein Helder就已經(jīng)開(kāi)始了這項(xiàng)技術(shù)的前端研究，在畢業(yè)后，Helder結(jié)識(shí)了后來(lái)的合作伙伴David Strik，兩人目前是Plant-e的核心人物。

Plant-e的植物發(fā)電原理其實(shí)很簡(jiǎn)單：當(dāng)太陽(yáng)光照射植物，植物的葉片就會(huì)吸收陽(yáng)光并且利用自身能量將水和二氧化碳合成為糖——這就是植物的食物來(lái)源，而這個(gè)過(guò)程就是我們熟知的植物的光合作用。然而并不是所有合成的糖分都能被植物所利用，剩余的糖物質(zhì)（大概是一半左右）將會(huì)通過(guò)植物的根系進(jìn)入土壤。此時(shí)，在土壤中的細(xì)菌就會(huì)分解這些糖物質(zhì)，在這個(gè)過(guò)程中，質(zhì)子和電子作為物質(zhì)最小的合成單位就被釋放出來(lái)。Plant-e利用的就是這些釋放出來(lái)的質(zhì)子和電子：他們將一個(gè)碳導(dǎo)體放入土壤中，當(dāng)電子被釋放出來(lái)，這個(gè)電極一樣的裝置就會(huì)收集它們，并隨后傳導(dǎo)進(jìn)一個(gè)能量收集器中，最后為你身邊的各種物件供電。

作為這個(gè)項(xiàng)目的發(fā)起者，同時(shí)也是公司的創(chuàng)辦人之一，Marjolein Helder 相信這項(xiàng)技術(shù)將是革命性的，她這樣描述這項(xiàng)成果：綠色、清潔、經(jīng)濟(jì)。其實(shí)很早以前，就有人提出過(guò)植物發(fā)電的可行性，并且以土豆為實(shí)驗(yàn)原料的發(fā)電實(shí)驗(yàn)也早已成為科普課上的內(nèi)容，然而Plant-e的這項(xiàng)技術(shù)的獨(dú)特之處在于，它是第一個(gè)在不破壞作物生長(zhǎng)的情況下獲得電能并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的。Plant-e成功地使得這項(xiàng)技術(shù)在全球范圍內(nèi)具有普適性：只要有作物的根系和水，無(wú)論在哪里都可以獲得并儲(chǔ)存電能，水稻田、濕地和污染地帶都是很合適的選擇。

2014年11月5日， Plant-e在荷蘭瓦赫寧根市發(fā)布了利用生長(zhǎng)中的植物發(fā)電的原型機(jī)，這臺(tái)原型機(jī)名叫“Starry Sky（星空）”，它利用100平方米的作物為展示場(chǎng)地附近和瓦格寧根市的300盞LED路燈提供電力。

目前Plant-e已經(jīng)完成了好幾件相關(guān)產(chǎn)品，包括2014年完成的一臺(tái)為業(yè)余愛(ài)好者設(shè)計(jì)的入門(mén)套件，可以讓消費(fèi)者在家中用植物組裝而成的可用電池、移動(dòng)充電器以及城市各類(lèi)辦公大廈的屋頂、居民公寓的房頂都可以安裝能產(chǎn)生電能的屋頂電模塊。

在去年的達(dá)沃斯論壇上，Plant-e受邀作為科技先鋒被介紹給公眾，只是這一次，出彩的不光是這項(xiàng)能保持作物完整性的先進(jìn)技術(shù)，還有這一技術(shù)給偏遠(yuǎn)貧困地區(qū)帶來(lái)的偉大前景——由于Plant-e的作物發(fā)電項(xiàng)目只需要很簡(jiǎn)單的條件即可達(dá)成（植物、陽(yáng)光、二氧化碳和水），因此對(duì)于以農(nóng)業(yè)尤其是水稻種植為主要經(jīng)濟(jì)來(lái)源的偏遠(yuǎn)貧困地區(qū)以及農(nóng)業(yè)發(fā)展受限的鹽堿地區(qū)而言無(wú)疑是廉價(jià)能源的代名詞。

“隨著世界人口的不斷增加和環(huán)境的持續(xù)惡化，人類(lèi)對(duì)清潔能源的需求正日益增長(zhǎng)，而這正是Plant-e能夠做到的?！盚elder說(shuō)，“我們?yōu)槿祟?lèi)提供了利用自然的新思維?！币苍S正如該公司市場(chǎng)總監(jiān)Nanda Schrama說(shuō)的那樣， 我們相信這項(xiàng)技術(shù)將給我們的生活帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的改變。

對(duì)于未來(lái)的期待，這個(gè)小公司的態(tài)度一如荷蘭人一貫的務(wù)實(shí)與低調(diào)：“世界性的能源危機(jī)并不是我們這個(gè)五個(gè)人的小公司能解決的，Plant-e也并不會(huì)改變目前我們的能源生產(chǎn)方式，但是我們希望植物發(fā)電這項(xiàng)技術(shù)會(huì)得到普及，甚至遍及世界上所有的濕地和屋頂，為普通人家供電——這就是我們?nèi)σ愿耙_(dá)成的目標(biāo)?！?/p>

科普小貼士：世界范圍的利用植物發(fā)電

日本研究人員驗(yàn)證植物葉綠素發(fā)電的可行性

把從菠菜葉內(nèi)提取的葉綠素與卵磷脂混合，涂在透明的氧化錫結(jié)晶片上，用它作為正極安置在透明電池中，當(dāng)它被太陽(yáng)光照射時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電流。研究表明，用葉綠素制造的電池能把太陽(yáng)能的30%轉(zhuǎn)換成電能。

英國(guó)劍橋大學(xué)關(guān)于植物發(fā)電的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)

研究人員在一些植物盆栽中設(shè)置一些電極，就可以及時(shí)搜集植物在進(jìn)行光合作用時(shí)產(chǎn)生的電量。目前，一盆直徑 1m 的蕨類(lèi)植物可以產(chǎn)生100 W的電能，在陽(yáng)光燦爛的日子一天可以產(chǎn)生將近一度電。

印度科研人員利用竹子進(jìn)行植物發(fā)電

印度科學(xué)家研究出用竹子進(jìn)行發(fā)電的技術(shù)并投入了實(shí)際應(yīng)用，印度將在其東北部的米拉佐姆邦建立一家用竹子發(fā)電的發(fā)電廠 ，該技術(shù)是將竹子干燥后再熱解氣化，然后用產(chǎn)生的可燃?xì)怏w來(lái)發(fā)電。

丹麥BWE公司利用秸稈發(fā)電

秸稈發(fā)電，就是以農(nóng)作物秸稈為主要燃料的一種發(fā)電方式，又分為秸稈氣化發(fā)電和秸稈燃燒發(fā)電。1973年第一次石油危機(jī)時(shí)丹麥開(kāi)始在研究利用秸桿作為發(fā)電燃料，在這個(gè)領(lǐng)域丹麥BWE公司是世界領(lǐng)先者，第一家秸桿燃燒發(fā)電廠于1989年投入運(yùn)行。

由于Plant-e的作物發(fā)電項(xiàng)目只需要很簡(jiǎn)單的條件即可達(dá)成：植物、陽(yáng)光、二氧化碳和水，因此對(duì)于以農(nóng)業(yè)（尤其是水稻種植）為主要經(jīng)濟(jì)來(lái)源的偏遠(yuǎn)貧困地區(qū)以及農(nóng)業(yè)發(fā)展受限的鹽堿地區(qū)而言無(wú)疑是廉價(jià)能源的代名詞。