樹力發電的可能

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tuotuo1227 2010-01-14

李宏鳴 2010-01-12

以往，在我們的直觀印象里，城市街道兩旁的格局基本是一排路燈加一排樹木。隨著人們環保意識的增強，特別是在目前提倡低碳經濟的形勢下，有科學家設想將兩者合二為一，即將發光二極管燈掛在大樹的某個有利于照明的枝頭，讓大樹充當路燈，并由大樹發電為路燈供電，節省埋在地下的電信管和電線。

對此，科學家進一步解釋說，樹力發電的能量預計來自三個方面:枝葉動能發電、pH值差值發電和溫差發電。首先，根據樹的體形特征可知，它的枝葉會在起風時隨風飄蕩，所以，利用枝葉來回擺動產生的動能進行發電是一個不錯的選擇;其次，樹木進行的新陳代謝導致樹木的根部土壤和附近土壤中的pH值有差異，因此，帶電離子會在附近土壤和根部土壤之間不斷運動，可利用這些帶電離子運動產生的能量發電;另外，樹木的蒸騰會帶走一部分熱量，導致樹葉和枝干的溫度比樹根部的溫度低，可利用兩部分之間的溫差能來發電。

根據近幾年的探索與研究，目前，這項技術已取得了初步的進展。從研究成果中得知，一棵大樹的發電量能夠點亮一盞小瓦數的發光二極管燈，科研人員還在進一步地攻關，他們希望能夠更大地提高大樹發電的能效，夢想著在未來的某一天能夠拆除所有路燈。那時大樹將在完成自身職責的同時還承擔起路燈的職責，為節能減排做出更多的貢獻。

然而，有一些專家對此卻提出了質疑。他們認為，樹力發電并不能解決能源危機或對生物發電技術產生革命性影響。樹力發電的電力實在太低，短時間內不太可能讓我們的綠色夢想成真。如果想實現隨時隨地將手機插到樹上充電的夢想，我們仍需時間。

美國華盛頓大學兩名電力工程師Babak Parviz和Brian Otis設計了一種升壓變頻電路，這種電路所需的電力全部由楓樹提供，且電路只需利用20毫伏的樹力電就可以輸出1.1伏的穩定電壓。這種用楓樹產生的微弱電流支持的電路為建立樹力電檢測系統提供了新思路，兩位工程師表示，很多證據顯示，這種電路可以支持低功率的檢測儀，用于生態研究、監測森林或其他自然環境的變化情況，這樣就可以收集生態數據甚至報警森林火災。

還有一個令人振奮的消息，在美國馬薩諸塞州，有一家名為Voltree Power的公司，該公司成功地測試了一套樹力環境檢測儀系統。這一系統主要通過監測森林的濕度和溫度，把數據無線傳送到總站來監測森林火災。但該系統仍然需要電池，樹木雖然提供了足夠多的自然電壓，延長了電池的使用壽命，但電池最終還是需要更換。對此，有科學家指出，華盛頓大學的兩名工程師所設計的升壓變頻電路無需更換電池，建立的電路單獨由樹力電支持，從理論上來說，它存在的時間跟樹的壽命一樣長，用這種電路來支持Voltree公司使用的檢測儀就可以解決電池更換的難題。麻省理工學院生物物理學家、Voltree公司科學顧問Andreas Mershin預測，在接下來的5—10年里，將能夠完全用樹力電來運行這些檢測系統。

樹力發電技術給了科學家靈感，他們正嘗試使用其他生物作為能量源的可能。因為，很多有機體都能夠產生大量的能量，如果把這些能量看作是另一種潛在的發電來源，可以用于與楓樹電路相類似的電路中。順著這個思路，目前，研究人員正在針對一種由飛行昆蟲所產生的熱量為能源的芯片進行研究，這種芯片可以為生物學家提供他們從未得到過的數據。我們期待研究人員能夠早日取得突破性進展，實現美好的綠色之夢。