生物質(zhì)能，生生不息

趙君鵬

眾所周知，煤炭、石油、天然氣等化石能源污染嚴(yán)重，并且不可再生，在推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的同時(shí)，也產(chǎn)生了一系列問(wèn)題。而利用生物或由其生成的有機(jī)廢料所生產(chǎn)的能源，清潔環(huán)保并且可再生，可以化為強(qiáng)勁的動(dòng)力?？茖W(xué)家一直致力于生物能源的研究，已經(jīng)有了許多令人欣喜的發(fā)現(xiàn)。

瑞士的科學(xué)家發(fā)明了利用氙燈閃光放熱來(lái)分解果殼等生物廢料的技術(shù)，它不但能制造氫氣，還能生產(chǎn)可重復(fù)利用的生物炭。

人們可以先將香蕉皮、玉米棒、橘子皮、椰殼等生物有機(jī)廢料在105℃的環(huán)境下干燥24小時(shí)，接著將它們粉碎成末，放入一個(gè)不銹鋼反應(yīng)器，然后氙氣燈閃爍，發(fā)出促進(jìn)光熱化學(xué)反應(yīng)的短脈沖，只需短短幾毫秒，生物廢料受熱完成分解。運(yùn)用這種方法，每千克干燥的原料可以產(chǎn)生100升氫氣和330克生物炭。氫氣是綠色燃料，生物炭可以用于農(nóng)田施肥，也可以用來(lái)制造電極。

美國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了用大腸桿菌和葡萄糖生產(chǎn)烯烴的方法。烯烴是一種碳?xì)浠衔铮菢?gòu)成汽油的一種分子，可以用于制造生物燃料。

通過(guò)基因工程改造大腸桿菌，使其不但不會(huì)威脅人類的健康，還可以產(chǎn)生能將葡萄糖轉(zhuǎn)化為脂肪酸的酶。在細(xì)菌“吃”葡萄糖時(shí)添加一種催化劑，去掉脂肪酸中不需要的部分，就可以用于生產(chǎn)烯烴。

因?yàn)橹参锿ㄟ^(guò)光合作用將二氧化碳和水合成葡萄糖，所以葡萄糖中的碳和由此生成的烯烴，實(shí)際上來(lái)源于二氧化碳。也就是說(shuō)，運(yùn)用葡萄糖生產(chǎn)烯烴能減少空氣中的二氧化碳含量。

美國(guó)科學(xué)家開發(fā)出一種能量收集器，它可以收集人體產(chǎn)生的電流。該設(shè)備約1平方厘米大小，薄而軟，可以長(zhǎng)時(shí)間纏繞在手指上，其動(dòng)力來(lái)自溶解于汗水中的化合物——乳酸。設(shè)備包含電極和芯片，其中電極由碳納米管材料制作的泡沫構(gòu)成，泡沫上有水凝膠和酶，芯片由壓電材料制成。電極緊貼手指，水凝膠可以最大限度地吸收汗水，酶可以引發(fā)汗液中的乳酸和氧分子之間的化學(xué)反應(yīng)來(lái)發(fā)電。電極下是芯片，當(dāng)芯片受到擠壓時(shí)，可以產(chǎn)生電流，然后將電流儲(chǔ)存于電容器中，在需要的時(shí)候釋放出來(lái)。

人體指尖的汗腺密度最高，可以24小時(shí)產(chǎn)生汗水，出汗量遠(yuǎn)高于人體其他部位，所以這種設(shè)備被設(shè)計(jì)戴在指尖上。佩戴這種設(shè)備，睡眠10小時(shí)所產(chǎn)生的電量可以讓一塊電子表運(yùn)行24小時(shí)，而彈琴、打字或點(diǎn)擊鼠標(biāo)1小時(shí)所產(chǎn)生的電量相當(dāng)于前者的7.5萬(wàn)倍。

中國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)微擬球藻可以用來(lái)生產(chǎn)生物柴油，也可以用來(lái)制造健康食物。

微擬球藻是微藻的一種，它在海水和淡水中均可養(yǎng)殖，并且生長(zhǎng)迅速，積累油脂能力強(qiáng)。它能夠利用太陽(yáng)能將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為高能量密度的油脂分子。

微擬球藻的藻油中含有單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸，科學(xué)家已經(jīng)研究出人工控制其比例來(lái)“定制化”生產(chǎn)藻油的方法。單不飽和脂肪酸含量高的藻油可以用來(lái)制造生物柴油，多不飽和脂肪酸含量高的藻油可以用來(lái)制造健康食品。

無(wú)論是果皮產(chǎn)出氫氣，還是人體產(chǎn)生電流，歸根結(jié)底，所有的動(dòng)植物和微生物，其體內(nèi)蘊(yùn)藏的能量都來(lái)自太陽(yáng)。通過(guò)光合作用而形成的各種有機(jī)體統(tǒng)稱生物質(zhì)，其體內(nèi)以化學(xué)能形式儲(chǔ)存著太陽(yáng)能，這種能量被稱為生物質(zhì)能。生物質(zhì)在地球上數(shù)量繁多，可以再生，并且生命力頑強(qiáng)，如果人類科學(xué)、合理地使用，可以取之不盡。

雖然生物質(zhì)能在當(dāng)今全球能源結(jié)構(gòu)中排在煤炭、石油、天然氣之后，屈居第四位，但它是人類歷史上使用最早、使用最久的能源，有“東山再起”的潛力?！傲_浮山下四時(shí)春，盧橘楊梅次第新”，對(duì)大自然的饋贈(zèng)，除了日常應(yīng)用之外，人們還將開發(fā)其新的價(jià)值，書寫新的詩(shī)篇。

（姚梅芬摘自《知識(shí)窗》2022年第4期）