利用太阳能 佐治亚大学开发植物发电

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【大纪元2013年05月14日讯】(大纪元记者李洗尘编译报导)太阳为地球提供了最丰富的能量来源,但是照射到地球上的太阳辐射只有一小部分转换成为有用的能量。为了帮助解决这个问题,从大自然中得到灵感的佐治亚大学研究人员,现正开发一种新技术,让植物可以通过它进行发电。

《佐治亚大学学报》(UGA Today)报导,该校工程学院助理教授拉马拉杰•拉玛沙米(Ramaraja Ramasamy)在一篇发表于《能源与环境科学期刊》的论文上描述此一过程说:“洁净能源是本世纪的需要。将来,这种方法能使我们运用植物为基础的系统通过阳光产生更加环保的电力。”

植物在运用太阳能上无可争议是冠军。经过数十亿年的演化,他们大多拥有接近100%的量子效率,这意味着植物从阳光捕获每一个光子,产生相同数量的电子。即使把其中的一小部分转换成电能,也能比我们所知的太阳能电板效率高。太阳能电板的转化效率一般在12%和17%之间。

在光合作用中,植物利用阳光将水分子分裂成氢气和氧气,从而产生电子。这些新释放的电子帮助生成糖类,就像植物的食物,支持其生长和繁殖。

拉玛沙米说:“我们已建立一种方法,能够中断光合作用,这样,我们就可以在植物运用电子制糖之前,捕捉到这些电子。”此技术可将植物细胞内称为“类囊体”(thylakoids,负责捕获和存储太阳光能)的结构分离出来。研究人员操纵类囊体中所含的蛋白质,从而中断电子流动的通道。

之后,研究人员将这些改进后的类囊体固定在一个专门设计的碳纳米管座上,用它们作为导体,从植物材料中捕获电子并发送到导线中。这些圆柱形的碳纳米管比人的头发还要细50,000倍。

在小规模的实验中,这种方法产生的电流水平,比先前报道的相似系统高了两个数量级。拉玛沙米警告说,在技术达到商业化之前,还必须做更多的工作,但他和其他合作者们正在努力提高设备的稳定性和输出电量。

他说:“在短期内,这种技术可能最好被用于远程传感器或其它便携式电子设备,因为这些设备需要更少的电力来运行。如果我们能够充分利用基因工程之类技术,提高植物光合机器的稳定性,我觉得将来这一技术非常有希望与传统的太阳能电池板技术进行竞争。”

他还补充说:“我们已经发现了非常有前途的东西,而且肯定是值得进一步的探索。我们现在看到的这个系统输出的电量还很少,但是大约30年前,氢燃料电池也处于起步阶段,可现在它们可以为电车、公交车,甚至建筑物供电。”

(责任编辑:张东光)

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