你听说过植物电池吗 植物为什么会“带电”呢？
人类发明了太阳能电池，而植物的生长也依赖于阳光，那么我们能不能放弃昂贵的电池板，采用植物作为载体来发电呢？科学家给出了肯定的答案，而且世界上已经成功开发出“植物电池”。这种“植物电池”被称为纯天然的植物能源。
如何制作“植物电池”
很多人都对“植物电池”很有兴趣，其实早在1981年的英国，就有一位钟表匠做了一个简单的实验：他在柠檬上插入两个电极，然后将电极与小型钟表发电机的电路连接在一起，结果钟表就像连接上电源一样，开始正常走动了。
为此，这位钟表匠提出了一个大胆的假设，那就是用植物来发电！
钟表匠的实验也让人们知道，原来植物中也蕴藏着电能，一个柠檬就像一个“植物电池”一样。虽然这种方法没有被运用到实际研究中去，不过却是“植物电池”的最初尝试，同时也吸引了更多的科学家对此进行深入研究。
科学家有了最初的设想：在工作生产中，如果从水中提取氧气和氢气需要耗费大量的电能，而植物的绿叶可以通过阳光将水分分解成氢气和氧气，那么能够制造出一种利用太阳能的“电子叶”，就等于找到了一个不可估量的发电厂。不过，这样的设想最终在运用中遇到了障碍，科学家不得不宣布，制造“植物电池”并没有实际运用价值。因为要精确测出叶绿体物质对电池效率所产生的影响就十分困难，而且“植物电池”中生物系统和化学系统需要协同作用，单个系统效率的简单叠加，根本无法变成同比增加的整体效率。
虽然“植物电池”在研究及运用中困难重重，不过它的优越性还是无法比拟的，所以，时至今日仍然有许多科学家投身于这个研究领域中，不断突破和创新。相信不久的将来，“植物电池”也能够走进我们的身边，走进千家万户，真正地改变我们的生活。
植物电池
体内会“带电”的植物
我们认为，电只会在非生命的物体中存在，其实在人的身体中，甚至在植物的体内都存在电，这就是我们常说的生物电。可能很多人都不会理解，植物怎么会“带电”呢？
首先从植物的吸收来说，植物时时刻刻都在吸收土壤中的矿质元素，如果被植物所吸收的元素离子分布不均匀的话，就会发生植物“带电”现象。另外，植物的光合作用会产生一定的碳水化合物，同时会将水分子中的氧和氢分解出来，而在一定时间内，氢就会形成带有正负电的粒子，这样植物体也就“带电”了。另外，大气中带有阳电，而地面带有阴电，植物就像生长在地面上的“电线”一样，会从大气中吸收无数带电的粒子，这也会造成植物“带电”的情况。当然，存在于植物体内的电是十分微弱的。如果再给植物通上电，就会使植物发生电化学变化，从而加速植物体内的生化反应，增强其新陈代谢功能。
“带电”的植物
植物“太阳能系统”
我们都知道植物可以用来发电，世界上已经有很多家生物能源公司利用焚烧植物来进行发电。只是这样的发电方式显得过于“粗暴”，有科学家指出，其实人类完全可以采用更加平和的方式来让植物发电。
植物在进行光合作用的过程中，叶绿素不仅能够将水分解成氧和氢，还能够将氢分解成带有正负电的粒子。这时候，植物体内便会有电流产生，如果没有及时加以利用，就会让这些电流白白地损失掉。如果科学家能够利用人工的方法，将植物电流产生的过程加以控制，必然能够得到为人类提供生产、生活的电能。
科学家还尝试着将菠菜叶内提取到的叶绿素与卵磷脂混合，然后放在透明的氧化锡结晶片上，用它作为正极安置在“透明电池”中，当它受到阳光的照射之后，就能够产生电流。这样的尝试表明，利用叶绿素所制造的“植物电池”，能够把太阳能的30%转化成电能，而现在绝大多数的太阳能电池也无法达到这样的功率。可见，“植物电池”的潜力有多大。
植物太阳能系统
生物光伏“电池”
科学家将利用植物发电的方式叫做“生物光伏发电”，而将这种方式制成的电池叫做“生物光伏电池”。不过，生物光伏电池也有一个不得不说的缺点，就是发电并不持久，因为制造生物光伏电池所使用的叶绿素和卵磷脂，都是来自于植物体内，是具有大分子结构的有机物，当它们离开植物的生存环境后特别容易分解，从而失去吸收太阳能的功效。
为了弥补这个缺陷，科学家又将目光投向活着的植物，并且开发出许多活的“生物光伏电池”，比如科学家将一些电极安置在植物盆栽中，以此来收集植物进行光合作用时所产生的电量。根据研究成果显示，一盆直径约为1米的蕨类植物，就能够产生100瓦的电能，如果阳光十分充沛的话，甚至可以产生将近1度电。而且，蕨类植物生长所需要的养料并不多，管理也不麻烦，生长十分迅速，是一种非常适合用来发电的植物。
其实，除了蕨类植物以外，科学家更看好藻类植物，因为它们的生长及扩张都更加迅速，对于环境的要求也更低，几乎都在各种水域中生长。另外，科学家认为植物最为集中的森林也是“生物光伏”电能的宝库，如果能够真正把森林利用起来发电，必然会为人类提供更多的电能。
树木发电
作者：钟 虎
审校：李志洪
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盆栽植物点亮台灯
利用树木发电示意图
利用盆栽蕨类发电
单个藻类发电装置
利用树木发电的电能杆
成片的藻类发电系统
漂浮在水域中的莲叶状藻类发电系统
我们都知道，太阳能电池是利用阳光来发电，而植物也是用阳光来为自己的生长提供能量。目前，制约太阳能发电规模的重要因素是太阳能电池板成本太高。那么，有没有可能舍弃掉昂贵的电池板，而利用廉价的植物来作为太阳能发电的载体？英国剑桥大学的研究人员认为，的确可以用植物来发电，他们还发明了一些用植物发电的新奇产品。
植物利用太阳能发电的原理
利用植物可以发电，我们马上想到的或许是那些生物能源公司，他们利用焚烧植物来进行发电。而英国剑桥大学的研究人员亚历克斯·德里夫则认为，其实不需那么“暴力”的方式，我们完全可以用和平的方式让植物发电。植物进行光合作用时，叶绿素不但能把水分解为氢和氧，而且还能把氢分解为带电荷的氢离子和带负电荷的电子。此时，植物体内会有电流产生，然后白白地消耗掉了。如果用人工的方法控制这个产生电流的过程，就可以积累植物中的电量，为人们提供生活和工业所需的用电。
几年前，为了验证植物叶绿素发电的可行性，日本科学家进行了一个特别的实验。研究人员把从菠菜叶内提取的叶绿素与卵磷脂混合，涂在透明的氧化锡结晶片上，用它作为正极安置在“透明电池”中，当它被太阳光照射时，就会产生电流。研究表明，用叶绿素制造的电池能把太阳能的30%转换成电能，而现有的多数太阳能电池板仅能把10%～20%的太阳能转变为电能。因此，研究人员认为利用植物进行太阳能发电应该比太阳能电池板发电的潜力更大。
活生生的生物光伏电池
研究人员把利用植物进行太阳能发电的方式称作“生物光伏发电”，用这种方法制成的电池为“生物光伏电池”。然而，日本研究人员制造的生物光伏电池有一个很大的缺陷，那就是不能持久发电，因为用于制造电池的叶绿素与卵磷脂都是从植物中提取出来的大分子有机物，离开植物的生存环境后很容易分解而失去吸收太阳能的功效。
于是，英国剑桥大学的研究人员改进了日本研究人员的发电技术。他们认为利用活生生的植物也可以发电，并开发出不少活的“生物光伏电池”。比如，研究人员在一些植物盆栽中设置一些电极，就可以及时搜集植物在进行光合作用时产生的电量。根据目前进行的实验，一盆直径1米的蕨类植物可以产生100瓦的电力，在阳光灿烂的日子一天可以产生将近1度电。蕨类植物对生长所需的土壤肥力要求不高，管理起来十分方便，生长也很迅速，比较适合用作发电。
主要用杂草和树木发电
除了蕨类植物外，研究人员更看好的是各种藻类植物，因为藻类生长和扩张都很迅速，对环境的要求更低，各种水质的水域都可以生长藻类，阴暗潮湿的地方也可以生长藻类。除了藻类外，更加原始的苔藓类植物也是研究人员即将利用的对象。当然，植物资源最丰富的森林是研究人员所认为的“生物光伏”电能宝库。他们已经设计了一种电能杆，准备从森林中的树木中搜集电能。
我们知道，世界上的能量是守恒的。如果把植物光合作用的能量用于发电，必然会影响植物的生长。因此，在未来将主要用杂草和树木来发电，不会用粮食作物、蔬菜和果树来发电。和传统的太阳能发电一样，“生物光伏”发电也面临着储能的问题。也就是说，有阳光照射的时候，电能会源源不断地产生并需要及时消耗，而在夜晚没有阳光的时候则不会产生电能，需要用一些储电设备来解决这个问题。
尽管利用植物进行太阳能发电的技术刚刚起步，研究人员却对它的前景十分看好。植物发电不但效率高，而且十分便捷，可以当地发电当地使用，不需要复杂的电网进行远程输电，尤其适合偏僻地区和灾区。剑桥大学的研究人员甚至认为，在乡村和旅游度假区，生物光伏电池将有可能逐步取代同样是刚刚起步的太阳能电池；在城市，居民可以利用阳台上、庭院中和家里的各种盆栽植物来发电，为家庭的电器提供电能。 阿碧
原理
植物进行光合作用时，不但能把水分解为氢和氧，而且还能把氢分解为带正负电荷的粒子。
日本科学家发现，叶绿素能直接把太阳能转换成电能。他们把从菠菜叶内提取的叶绿素与卵磷脂混合，涂在透明的氧化锡结晶片上，用它作为正极安置在“透明电池”中，当它被太阳光照射时，就会产生电流。
这种电池能把太阳能的30%转换成电能、而硅太阳能电池仅能把10%的太阳能转变为电能，所以植物发电潜力巨大
光合作用的反应方程式
光照
6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2
叶绿体
举例
水果电池
菠菜电池
把光伏想成植物，光伏电池的转化率(2017年)是植物的40倍左右。植物的太阳能转化率是0.5%～1%，然后植物被人吃掉，转化成劳动力的比例是0.02%～0.03%，也就是原始的太阳能转化率应该在0.03～0.01%之间。而太阳能组件的转化率是17%左右，再经过输电和电机释放，效率在20%左右，所以，太阳能的劳动转化率大概在3.4%左右，是植物的700-1000倍。
当然大自然植物界光合作用的规模是太阳能电池远远不能比拟的。
光伏组件板遮蔽阳光直射有效降低了地表水的蒸发；光伏板的遮阴效果能使蒸发量减少20%到30%，并且光伏组件板还能够有效降低风速。这能很好改善植物的生存环境。正是基于上述原因包括牧草在内的众多地表植被才得以生长。
地表植被的出现又反过来有助于地表的固沙保水，生态的改善对太阳能发电同样是有利的。扬起的灰尘对发电量的影响比较大，而植被能减少灰尘的扬起。
扩展资料
光伏沙漠生态电站是其最主要的治沙模式。其最大的特点就是把发展光伏和沙漠治理、节水农业相结合。电站的外围用草方格沙障和固沙林组成防护林体系，光伏板下安装节水滴灌设施，种植绿色经济作物，实现经济效益和生态效益的共赢。
参考资料来源：百度百科——光伏治沙
而今天我们要介绍的光伏就是新能源的代表之一。
光伏是什么呢？你可以把它看为将太阳能转变为电能一种装置。
我们都知道，植物通过光合作用生成物质，所利用的就是太阳能。太阳能是取之不竭用之不尽的能源，从古自今，我们人类就一直在琢磨如何利用太阳能。但碍于科技的限制，人类对太阳能的真正研究利用却是近年来的事情。
今天分两部分介绍：
光伏发展史
为什么说光伏新能源污染环境是无稽之谈？
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光伏发展史
人类对太阳能的利用，最早集中于对热能的利用，今天的太阳能热水器就是延伸产物。
光伏发电的历史可以追溯到19世纪法国科学家贝勒克尔发现的“光伏效应”。后面，经过各国科学家的不断探索，到1954年，恰宾和皮尔松在贝尔实验室里研制了全球第一块太阳能电池，开启了人类对太阳能利用的新纪元。
光伏产业的发展，大概可以分为三个时期。
20世纪50年代—80年代的黎明期：也就是在第一块实用太阳能电池诞生不久，太阳能光伏发电开始步入产业化发展的道路。但碍于光电转换效率低下，价格昂贵，只能用作卫星、灯塔、电子器等的电源。
1990—2000年的成长期：随着科学家的研制探索，光伏发电的转换效率已经大幅提高，在98年能够达到25%，光伏发电开始进入家庭和大楼。
1990年，德国提出“2000个光伏屋顶计划”；1997年，美国提出“克林顿总统百万太阳能屋顶计划”；1997年，日本提出“新阳光计划”等等。
2000年—现在的扩大期：光伏发电已经成为可再生能源的主力军，各个国家都开始在部署。
目前，在我们国家，光伏电站主要建设在西北的戈壁荒滩。
有两个原因，一是因为这部分地区处于太阳能资源极丰富地区；二是由于光电转换效率没想象中那么高，要想达到百万瓦乃至十亿瓦的装机容量，就得占用大量土地。
因此，西北地区具有天然优势。
在西北，大规模建设电站之后，通常会超过当地的用电水平，这时候就配备特高压输电线路，进行“西电东输”。
其实，西电东输并不是最具有经济效益的做法。因为输电就会有成本消耗，很不划算。但是在人口密集的中东部地区，没有大量土地来建设大规模电站，又不可能占据农业用田，怎么办？
最好的办法就是在哪用在哪建，所以现在国家就鼓励把电站建到屋顶
