作者:郭湘 来源:中国科学报 发布时间:2013-5-15
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植物发电厂诞生

 
美国佐治亚大学的研究者们目前正在研究一种可以通过植物发电的新技术。
 
图片来源:www.sciencedaily.com
 
太阳提供的热能是地球上最丰富的能量来源,但是目前仅有一小部分的太阳辐射被转换为有用的能量。
 
为解决这个问题,美国佐治亚大学的研究者们从大自然中获得灵感,目前正在研究一种可以通过使用植物发电的新技术。
 
“获得清洁能源是本世纪人类的需要。”佐治亚大学助理教授拉玛沙米在《能源与环境科学学报》上发表相关文章表示:“这种方法有一天可能将改变我们的能力,即可使用以植物为基础的系统,利用阳光产生清洁的电力。”
 
植物是使用太阳能发电无可争议的冠军。经过数十亿年的进化,它们中的大部分在工作时能达到接近100%的量子效率,这意味着植物能捕获阳光中的每一个光子,从而产生数量相等的电子。甚至这一部分电子转变为电能后,还将改善太阳能电池板的效率。目前,电池板的运行通常在12%至17%之间。
 
在光合作用中,植物利用阳光把水分解成氢和氧原子,再产生电子。这些新释放的电子帮助制造糖分,植物利用这些糖分支持自己的生长和繁殖。
 
同时也是佐治亚大学纳米科学与工程中心成员的拉玛沙米说:“我们已经开发出一种中断光合作用,在植物制造糖分之前捕捉电子的新方法。”
 
拉玛沙米的技术涉及这一种在植物细胞中分离出的、被称为类囊体的结构,它负责捕获和存储太阳能。研究人员利用包含在类囊体中的蛋白,阻断电子流的通道。
 
这些修改后的类囊体,被固定在一个专门设计的、只有人头发直径五万分之一的圆柱形碳纳米管中。这种碳纳米管作为导电体,可以从植物中捕获电子并通过导线发送。
 
在小规模的试验中,这种做法产生的最大电流密度比其他类似实验的结果大两个数量级。但拉玛沙米也指出,在该技术能够达到商业化前还有很多工作要做,他和他的合作者正在致力于提高技术的稳定性。
 
拉玛沙米说:“在短期内,该技术可以用于只需要较少功率就能运行的远程传感器,或者其他便携式电子设备。如果我们能通过基因工程技术提高植物光合作用的稳定性,我非常希望这项新技术能在将来的竞争中取代传统的太阳能电池板。”(郭湘编译)
 
《中国科学报》 (2013-05-15 第8版 能源)
 
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