植物能源获青睐 各国研发为环保
来源: 北京青年报切记！信息来至互联网，仅供参考2009-08-05 访问：次
英国首相布莱尔在6月中旬召开的新闻发布会上宣布，英国将于今年晚些时候建立国内首座“草电站”，希望英国能逐步为减低温室效应和保护环境做出新的贡献。这座“草电站”位于英国中部的斯塔福德郡某郊区的一大片草地中，将投资650万英镑（约1200万美元），可提供2000户家庭的生活用电。
虽然英国的人口只占世界人口的1％，但是二氧化碳等温室气体的排放量却占世界总量的3％。因此，英国政府近年来在国际上承诺要降低二氧化碳的排放量。英国政府希望在2050年以前减少60％以上的二氧化碳排放量，也就是说让英国的二氧化碳排放量达到世界的平均水平。承担这个发电站项目的埃克勒夏尔生物质能公司的董事长阿曼达·格雷表示，这座草电站是一座示范性电站，希望能为英国政府减少二氧化碳的国际承诺带个好头。
草电站发电的主要原料是生长在当地大量的象草。象草因为大象爱吃而得名，是热带、亚热带地区多年生草本植物，这种草生长比较快，植株可高达3~5米，可燃性好，却没有多少实际用途，用于发电算是“变废为宝”。这座发电站建成后将每天24小时运行，每小时可减少1吨二氧化碳排放量，这样一年就可以减少8000吨左右的二氧化碳排放量。
为什么用草发电就可以减少二氧化碳的排放量呢？这实际上是和火力发电相比较而言的。英国的火力发电站是排放二氧化碳的主要源头，英国大约有三分之一的二氧化碳来自火力发电站。由于象草生长比较快，可以大量吸收二氧化碳。而采用象草发电后，排出的二氧化碳可以被附近生长的象草及时地吸收，二氧化碳的排出量会小于象草的吸收量，这样发电站就不会产生多余的二氧化碳。
这座发电站还将解决一部分当地的就业问题，因为这座发电站需要170户农民来为它提供象草。格雷还表示，除了用象草外，其他晒干的植物也可以用于发电。不过由于不同植物的处理程序不大一样，因此世界上的植物发电厂大多比较“专业”，希望能发明混合植物发电站。
美国用菠菜造电池
菠菜是卡通人物大力水手的“超级食物”，只要有了菠菜，他就力大无比，神勇无敌。不知是否从这里获得了灵感，美国麻省理工学院的科学家马克·鲍多最近开发出一种以植物蛋白为能量来源的新型电池，其具有便携无污染等特点，未来人们借助这一技术完全可以用菠菜等来为笔记本电脑等供电。
研究人员参照太阳能电池的制造原理，利用生物技术手段发明了这种新型电池。科学家们首先从菠菜叶的叶绿体中分离出多种蛋白质，并将蛋白质放到内有两层导电物质的一个特殊装置中间，制成这一新型电池。科学家解释说，由于蛋白质分子体积很小，并且在离开原有自然环境时将失去活性，因此提取蛋白质的过程十分复杂。他们便将这些蛋白质分子与一种肽分子混合，这种肽分子能在蛋白质分子外形成保护层，为其创造类似植物叶片内的生存环境。
之后，科学家将提取出的蛋白质分子铺在一层金质薄膜上，而后在其最上方再加一层有机导电材料，做成一个类似“三明治”的装置。当光照射到这个“三明治”上时，装置内会发生光合作用，最终产生电流。
科学家说，目前这种新型电池装置最多只能持续工作21天，其能量转换率也较低，只能将12％的光能转换成电能。不过，科学家相信能量转换率在未来有可能达到20％，届时这种新型植物电池将比目前市场上的太阳能硅电池更为高效。
碳水化合物能驱动汽车
从植物中获取能量的最简易的方法是燃烧，将热能转换成电能。虽然燃烧植物适合固定发电厂，但是它并不是汽车的理想能源。电动汽车需要频繁地充电，因此不适合长途旅行。
与燃烧相比还有一个更好的方法是将植物原材料转化成为汽车可以直接利用的能量。这种方法已经在植物油中含有脂肪酸的植物中采用，但此类植物只是所有植物的一小部分。现在，研究人员发现了从碳水化合物中制造燃料的方法，植物75％都是由碳水化合物组成的。
该项研究结果为人类提供了更有效地利用植物材料的方法。美国威斯康星大学的化学家詹姆士·杜梅斯及其同事已将此研究结果发表在《科学》杂志上。来源于植物的碳水化合物类似于传统的柴油，因此它可以直接用于现有的交通设备。这种新型燃料比氢气更容易使用，因为氢气燃料需要不同类型的泵站和贮藏库系统。杜梅斯推测，如果一切按计划进行，那么在美国种植足够的植物就可以为整个国家的汽车提供大部分能源。
在过去，碳水化合物一直被认为是昂贵的燃料能源。比如，葡萄糖经过发酵生成乙醇，再将乙醇加入汽油中，在发酵的最后阶段通过汽化的方法将乙醇从水中分离，这个过程浪费了大量能量，因此效率非常低。杜梅斯研究小组推测，如果将植物的碳水化合物直接转变为如同柴油的长链碳水化合物，那么就完全可以避免发酵等大量消耗能量的过程。因为油和水不能混合，所以碳氢化合物浮到反应混合物的上层，通过虹吸方法就可以轻易地将碳水化合物与混合物分离。如果能够将这个转变过程改进得简易一些，就有足够能力与乙醇工业相抗衡。
让植物产石油
在寻找新能源的过程中，科学家们欣喜地发现了可再生的“石油植物”，可以有效地解决上述问题。它的蕴藏量丰富，可以迅速生长，是可再生的种植能源，用“植物石油”代替传统的石油将从根本上解决能源危机。英美等发达国家正在对已发现的40多种“石油植物”进行品种选育和品质优化工作，并准备尽快实现商业化生产。法国、日本、巴西、俄罗斯等国也正在开展“石油植物”的研究和应用。目前，甚至有一些科学家在培育产油量高的转基因植物。
美国一个名叫卡尔文的科学家在巴西发现了一种神奇的橡胶树，只要在这棵树的树干上钻个小洞，就可接到“柴油”，因而又称之为“柴油树”。澳大利亚有一种古巴树，每棵每年可获得约25升燃料油，且这种油可直接用于柴油机。美洲香槐草是产于美国的一种杂草，它生长在干旱和半干旱地区，每公顷土地可以收获约1600升燃料油。
一些藻类现在也是产油热点。这些“油藻”生长繁殖迅速，范围大，燃料油产量也高。如在淡水中生存的一种丛粒藻，它们简直就是产油机，能够直接排出液态燃油。另外一些目前尚未发现有明显经济价值的藻类我们也可以用它们来做沼气原料，而那些含糖量大的藻类则可以用来生产醇类作为燃料。
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