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【随笔】植物能源转化的新突破:中国科学家的创举
诸纪红
2024-09-29 12:00:00
 #创作挑战赛六期# 

中国科学家的一项发现引起了广泛关注,他们找到了一种基于活荷叶的植物蒸腾发电机(LTG),这一成果为能源领域带来了新的希望和可能性。

以往的水伏技术在产电时普遍依赖外部水源,因水分蒸发导致能量衰减,限制了实际应用。而福建农林大学周顺桂教授团队的研究另辟蹊径,利用植物叶片蒸腾作用的水循环过程来实现持续产电。植物蒸腾作用本是植物体内水分的自然运动过程,却蕴含着巨大的水伏能量潜力,此前很少被直接利用。研究人员通过巧妙的实验设计和原位电学测试,证实了利用植物活叶蒸腾作用诱导发电的可行性。

据报道,通过全球植物的蒸腾作用发电,每年可产生67.5太瓦时的电力,这是一个相当可观的数字。论文第一作者胡启昌教授指出,叶片蒸腾发电有成为广泛应用和商业上可行技术的潜力,其优势明显,具有可持续性、生态友好性和低成本等特点。与传统水力发电机相比,基于蒸腾作用的发电机设备简单、成本低廉,且无需大规模水源,还可以作为农田等分散区域的能量来源,无需大规模基础设施建设。

研究人员在荷叶上进行了具体的操作,将钛网电极作为阴极紧贴荷叶上表面,钛针电极作为阳极扎入荷叶根茎中,构建出LTG器件。植物通过蒸腾作用不断与环境交换水分,使得蒸腾发电可以持续一整天,尤其是阳光充足时。然而,发电过程也受到一些因素影响,环境温度、蒸腾速率和气孔导度是正因素,相对湿度是负因素,其中蒸腾速率对输出功率影响最为显著。

目前要实现更广泛的商业应用还面临一些挑战,比如提高单片叶子的发电效率、优化能量收集和存储系统以及扩大应用场景等。虽然单片叶子发电量相对较小,但通过连接多株植物和多片叶子形成分布式发电网络,可提高整体能源输出。未来,这项技术在能源互联网、智能电网、物联网和传感等领域有着广阔应用前景。

为证明装置的普遍性,研究团队还测试了多种植物的发电能力,发现植物蒸腾诱导发电是普遍现象,电量取决于蒸腾作用强度。这一发现意义重大,为实际应用奠定了基础。中国科学家的这一成果虽然还处于早期阶段,但为能源领域的发展开辟了新路径。

我们期待着他们能够不断探索和优化,让这项技术早日成熟并广泛应用,为解决能源问题提供新的有力手段,使植物真正成为我们可持续能源的重要来源,推动全球能源格局的变革,让我们在能源利用上更加环保、高效和可持续。这不仅是科学研究的进步,更是对人类未来发展的积极贡献,有望改变我们的生活和生产方式,让我们与自然更加和谐共生,共同迈向一个更美好的能源未来。


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