一群用植物發(fā)電的科學(xué)家

楊思敏

植物點(diǎn)亮城市。

近年來，世界各國能源低碳化發(fā)展趨勢(shì)明顯，水能、風(fēng)能、太陽能、潮汐能……現(xiàn)代科技已經(jīng)成功地利用多種清潔能源代替化石能源發(fā)電。不僅僅止步于此，來自荷蘭瓦格寧根大學(xué)環(huán)境技術(shù)系的科學(xué)家們更是把目光投向了植物—利用它們代謝過程中能量轉(zhuǎn)換的過程來“發(fā)電”。這個(gè)科幻小說般的情節(jié)，他們用近10年的時(shí)間向世界證明了其可行性。

土壤中的微生物在植物發(fā)電的過程中起到了關(guān)鍵的作用。當(dāng)植物進(jìn)行光合作用時(shí)，產(chǎn)生的有機(jī)物會(huì)通過植物的根系分泌到土壤環(huán)境里。一方面，伴隨著生長(zhǎng)，植物產(chǎn)生自身生長(zhǎng)所需要的糖分，另一方面，多余的量則被土壤中特定的微生物分解，釋放質(zhì)子和電子。人工放置的電極在固定位置持續(xù)引導(dǎo)，電流就產(chǎn)生了。整個(gè)過程中，植物的光合為“產(chǎn)電”微生物發(fā)電提供了基本養(yǎng)料，人工的外電路負(fù)責(zé)收取電能，植物依然能夠維持生長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)而不被破壞，整個(gè)過程潔凈并且可持續(xù)發(fā)展。

植物發(fā)電的原理雖然不難，但要把它從實(shí)驗(yàn)室搬到現(xiàn)實(shí)生活中去，研究人員還是克服了很多技術(shù)難題，包括穩(wěn)定電能質(zhì)量、尋找合適的植物生長(zhǎng)系統(tǒng)、降低電極材料成本等。植物發(fā)電產(chǎn)生的功率雖小，但它卻可以一天24小時(shí)不間斷產(chǎn)電。充分利用這一特性，研究人員使用外接電容器收集電流的方式來供電，即先把儲(chǔ)存的微小電能積攢起來，隨后利用規(guī)?；碾娐吩骷D(zhuǎn)換為相對(duì)高的功率輸出。在植物發(fā)電這一先行的理論中，引進(jìn)電容器為植物發(fā)電從實(shí)驗(yàn)室走向日常生活鋪平了道路。

這項(xiàng)研究始于2009年，由瓦格寧根大學(xué)的學(xué)者大衛(wèi)·斯特里克（David Strik）先生和馬基林·海爾德（Marjolein Helder）女士帶領(lǐng)。植物發(fā)電項(xiàng)目還在瓦格寧根大學(xué)的資助下組建了一個(gè)小型創(chuàng)業(yè)公司—Plant-e，旨在開發(fā)以植物發(fā)電為主的潛在新型清潔能源發(fā)電模式。

2015年，Plant-e的植物發(fā)電技術(shù)已經(jīng)可以利用白天植物產(chǎn)生的電能在夜晚點(diǎn)亮城市的LED街燈。一度瓦格寧根市的300多個(gè)LED燈完全由植物們點(diǎn)亮。除此以外，Plant-e還研發(fā)了可以儲(chǔ)蓄電能的“植物電源”，并將其運(yùn)用于公司的日常運(yùn)行中。

今天，在植物發(fā)電的基礎(chǔ)上Plant-e衍生出了多種產(chǎn)品。比如用于教學(xué)和創(chuàng)意家居的植物燈，可以附著在室外屋頂或建筑物墻壁上的發(fā)電植物墻，以及大型的、便于實(shí)際應(yīng)用的綠植供電系統(tǒng)。發(fā)電技術(shù)裝備也深入到現(xiàn)有的稻田和各類濕地中，工程師們可以在濕地水面以下放置管道，應(yīng)用范圍愈發(fā)廣闊，目前已經(jīng)推廣至荷蘭的11個(gè)城市。

植物發(fā)電被業(yè)界稱為推動(dòng)能源與環(huán)保的一項(xiàng)里程碑式的新技術(shù)。團(tuán)隊(duì)的研究者們不僅熱衷于探索可再生能源，并且希望可再生能源能被每一個(gè)人利用。Plant-e的終極目標(biāo)是將植物發(fā)電技術(shù)發(fā)展到世界各地，特別是電力匱乏的地區(qū)?！叭绻毨У貐^(qū)有著豐富的植被資源，我們只要計(jì)算出如何以低成本的方式運(yùn)作，這一新的清潔能源一定會(huì)給電力匱乏地區(qū)的人們帶來福音，估計(jì)惠及世界人口的近25%。”創(chuàng)立者海爾德說，“這是自然對(duì)人類的饋贈(zèng)。”endprint