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        點(diǎn)一盞植物電燈

        2017-12-26 18:27:53王媛
        紅領(lǐng)巾·探索 2017年12期
        關(guān)鍵詞:植物

        王媛

        讓植物為公路上的路燈供電?甚至還要制造一個“電花園”?嘿,這是魔法,還是科幻電影中的場景?孤陋寡聞了吧。聽說,科學(xué)家們早就把植物體內(nèi)自然產(chǎn)生的電流轉(zhuǎn)化成了能源。而他們現(xiàn)在要做的就是,走出實(shí)驗(yàn)室,將“植物電池”(植物型微生物燃料電池)應(yīng)用在生活中!他們能成功嗎?快和我一起來見證吧!

        見證奇跡

        親愛的“紅粉”們,現(xiàn)在,我們位于荷蘭東部,在連接埃德市和瓦赫寧根市的一條公路上。夜幕剛剛降臨,在預(yù)定的七點(diǎn)鐘,公路邊護(hù)欄上的路燈唰地一下全亮了。我和在場的所有工作人員都興奮地跳了起來!與此同時,對講機(jī)里傳來聲音:“‘電花園成功啟動!再重復(fù)一遍,‘電花園成功啟動!”所有人都激動不已,哈哈,植物電池的應(yīng)用大獲成功啦!

        秘密基地

        他們是怎樣讓路燈和“電花園”同時亮起來的呢?我對這個問題很好奇,便央求現(xiàn)場的弗雷德里克研究員帶我去看看他們的秘密基地。弗雷德里克欣然同意了我的請求,帶著我走了一段兒就停了下來。在路燈的照射下,我看到路邊有一大片茂盛的水生植物,僅此而已。難道,這就是基地的全部?

        看著我疑惑的神情,弗雷德里克給我了一個手電筒,讓我看看植物的下方。我貓著腰仔細(xì)查看才發(fā)現(xiàn),茂密的水生植物之間竟然拉著電線和電極,而電線則被引向公路。弗雷德里克告訴我,在這片100平方米的水生植物園里,一共有400個“植物電池”,真正的功臣就是它們,是它們供給了路燈電能!而“電花園”也一樣,那里也有400個“植物電池”,它們能夠給300個發(fā)光二極管供電,從而讓整個花園都亮起來!

        可再生電源

        哎,我這會兒真是懊悔當(dāng)年沒有好好學(xué)習(xí),所以,現(xiàn)在對于“植物電池”是一點(diǎn)兒都摸不著頭腦,搞不懂這些植物是怎么產(chǎn)生電流的?!爸参镫姵亍弊鳛槲⑸锶剂想姵氐囊环N,和普通的燃料電池又有什么區(qū)別呢?

        弗雷德里克研究員不得不給我惡補(bǔ)了一下物理知識。原來,普通燃料電池內(nèi)部是由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流,利用的是氫的氧化作用。而微生物燃料電池,利用的則是微生物(細(xì)菌)的自然化學(xué)反應(yīng)來產(chǎn)生電流。拿“植物電池”來說,植物在進(jìn)行光合作用的過程中,會產(chǎn)生比自身所需更多的糖,這些多余的糖會被周邊的土壤回收和分解,并釋放出質(zhì)子和電子。研究人員利用這一點(diǎn),將電極放入土壤,從中捕獲電子來發(fā)電,這樣一來,只要植物在生長,就會持續(xù)產(chǎn)生電力。

        那,研究員的具體操作步驟是怎樣的呢?弗雷德里克解釋說,他們首先是在溫室中栽培這些植物,然后,把它們移植到一個60多平方厘米,裝有電極的塑料容器中,最后,再把塑料容器放到秘密基地里。

        發(fā)展前景

        邊走邊聊,我們已經(jīng)來到了人類史上的第一個“電花園”。真不可思議?;▓@小道一邊是茂盛生長的水生植物,一邊是整齊排列的散發(fā)著橘黃色柔和光線的LED燈,它們將整個花園襯托得如童話王國一般。

        當(dāng)我問到“植物電池”的發(fā)展前景時,弗雷德里克介紹,這項(xiàng)技術(shù)的最大優(yōu)勢就在于,它是綠色的可再生能源,這種能源由植物提供,可一直用到植物生命終結(jié)的那一天。但劣勢是,“植物電池”的產(chǎn)能比較小,1平方米的“植物電池”只能產(chǎn)生0.2瓦的功率,供應(yīng)一個LED燈泡所需的電能。原來,我們之所以看到植物與植物之間用電線和電極相互連接,是因?yàn)橹挥羞@樣做,才能產(chǎn)生足夠的電能呀!

        弗雷德里克對“植物電池”的前景非常樂觀,因?yàn)?,他們已?jīng)在嘗試通過改變植物種類、增加細(xì)菌種類和調(diào)整電極材料等方法來增加“植物電池”的產(chǎn)能。在不久的將來,“植物電池”將被廣泛應(yīng)用于LED燈、無線熱點(diǎn)、手機(jī)充電器等,而大面積的“電花園”還可以種到屋頂上去,這樣,既能為辦公大樓提供額外電力,還可以發(fā)揮屋頂植物隔熱、儲水和美化的功能。

        更長遠(yuǎn)一點(diǎn)兒的目標(biāo),就是在潮濕的自然地帶,大范圍地生產(chǎn)綠色能源,譬如稻田、紅樹林和泥炭沼澤。這樣一來,“植物電池”這一新的清潔能源就能給電力匱乏地區(qū)的人們帶去福音!

        知識彩虹糖

        目前,很多國家的實(shí)驗(yàn)室都在研究,如何從電子和細(xì)菌的相互作用中獲取利用價值。已走出實(shí)驗(yàn)室的科研成果有:荷蘭瓦赫寧根大學(xué)研究人員研發(fā)的植物燈,以色列科學(xué)家發(fā)明的處理污水的裝置,法國里昂科技公司利用細(xì)菌發(fā)出電信號的微生物傳感器。

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