植物和水的實驗
1918年,英國的一名鐘表匠托尼·埃希爾做了一個實驗。他把兩個電極插入一個檸檬,一邊用銅錢,一邊用鋅線,把檸檬與一個小型鐘表上的電動機的電路相連接。有趣的事情發(fā)生了:鐘表的指針開始走動,就像接了電源一樣。令人難以置信的是,這個小小的檸檬竟使這只表一直走了5個月之久。這個實驗向人們證實:植物中蘊藏著相當(dāng)大的能量,可以用來發(fā)電。這一發(fā)現(xiàn),無異于給正在千方百計尋找新能源的科學(xué)界注入了興奮劑,許多科學(xué)家從中受到啟迪和鼓舞,專心致志地投入到這項有意義的研究之中。
美國加利福尼亞大學(xué)教授索莫杰伊認為,工業(yè)上從水中提取氫氣和氧氣要消耗大量電能,而植物可以通過光合作用將水分解為氫氣和氧氣。如果模似綠葉制造出一種能利用太陽能的“人工綠葉”,就等于造了一座發(fā)電廠。為了證明這一點,索莫杰伊還進行了一系列實驗。他把氧化鐵粉分別摻入鎂和硅中,制成“PN”型半導(dǎo)體結(jié)盤形板作為催化板,然后將它們浸在導(dǎo)電的硫酸鈉溶液時。在陽光照射下,盤面兩級產(chǎn)生了電流,并開始將水分解成氫氣和氧氣。這個實驗的最大障礙是氧化問題,摻鎂盤面的氧化鐵在8個上時后就逐漸變成了氧化亞鐵,從而降低以至最終失去了催化作用。所以這個簡單的實驗與投入實際應(yīng)用還有很大的距離。
美國俄亥俄州立大學(xué)的生物化學(xué)家們運用生化技術(shù)做了更為復(fù)雜的實驗。他們先把完整的葉綠體從植物組織中分離出來,然后把葉綠體涂在微型過濾膜上,用這種薄膜來分隔兩種溶液:一種溶液中含有釋放電子的化學(xué)物質(zhì),另一種溶液則含有電子受體。當(dāng)光線透過電子受體溶液照射到葉綠體上時,電子就會從釋放電子的溶液中通過葉綠體進入電子受體溶液。但是在實際操作中,研究者們發(fā)現(xiàn)根據(jù)覆蓋在薄膜上的葉綠體面積計算,光能只有3%左右能立刻轉(zhuǎn)化為電能。這個數(shù)字顯然太不理想了,因為在理論上,用植物產(chǎn)生的電應(yīng)該遠不止這些。
雖然對植物發(fā)電的研究面臨很多困難,但人們并沒因此而放棄它。首先,植物作為能源是取之不盡的;其次,它比光能電池有更明顯的優(yōu)越性,在能源匱乏的今天,植物發(fā)電具有廣闊的前景。
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