土豆發(fā)電，未來的能源？

土豆為什么能發(fā)電？

對于土豆，不同人可能都有各自喜歡的烹調(diào)方法，但對于來自巴勒斯坦耶路撒冷希伯來大學(xué)的哈伊姆·拉賓諾維茨來說，卻想得更遠。

在過去幾年，拉賓諾維茨及其同事一直在推動“土豆電源”的構(gòu)想，試圖用此來使人們放棄使用電網(wǎng)的能源。拉賓諾維茨聲稱，利用簡單廉價的金屬片、電線和LED燈泡，就可以為世界各地偏遠的小鎮(zhèn)和村莊提供照明。經(jīng)過研究，拉賓諾維茨發(fā)現(xiàn)了一種能讓土豆發(fā)電的簡單、卻又十分聰明的方法。拉賓諾維茨告訴記者：一顆土豆就足夠為一個房間的LED燈泡提供40天的電能。

拉賓諾維茨的說法看似夸張，但其實有著合理的科學(xué)依據(jù)。不過，拉賓諾維茨及其他的團隊已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，真正將土豆發(fā)電應(yīng)用到現(xiàn)實生活中遠比最初看起來要復(fù)雜得多。

在拉賓諾維茨及其他的團隊發(fā)現(xiàn)土豆能產(chǎn)生超乎尋常的電能之時，高中的物理課程上還在教授著電池工作的機理。將有機材料制成電池你只需要兩塊金屬，一塊作為陽極，是電勢低的電極，如鋅；另一塊作為陰極，是帶正電荷的電極，如金屬銅。土豆內(nèi)部的酸性物質(zhì)會與鋅和銅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)電子從一端流向另一端時電能就釋放了。1780年，路易吉·伽伐尼發(fā)現(xiàn)了這一機制，他將兩片金屬連接到青蛙的腿上導(dǎo)致青蛙的肌肉抽搐。這種“動物電”也可以在動物體外被復(fù)制，你可以在兩塊金屬極之間放上許多其他物質(zhì)，獲得同樣效果。

與路易吉·伽伐尼同時代的亞歷山德羅·伏用的是浸泡過鹽水的紙。還有人曾經(jīng)制作出過“泥土電池”，利用兩個金屬片和一堆土或許還得加上一桶水，就制作出電來了。

在高中科學(xué)課堂上，土豆常常被用來教授這些基本的原理。然而，令拉賓諾維茨感到意外的是，還沒有人試過將土豆作為能量來源進行科學(xué)的研究。因此，2010年，他決定嘗試一下，與他合作的是博士生亞歷克斯·哥德堡，以及來自加州大學(xué)伯克利分校的博里斯·魯賓斯基。

“我們查看了20種不同的土豆，”哥德堡解釋說，“而且查看了它們的內(nèi)部電阻，這使我們能夠了解發(fā)熱時會損失多少能量。”他們發(fā)現(xiàn)，簡單地煮上八分鐘，土豆內(nèi)部的有機組織就會分解，使電阻降低，電子流動更加自由，從而產(chǎn)生更多的電能。他們還將土豆切成了4到5片，中間夾著鋅片和銅片。哥德堡說：“我們發(fā)現(xiàn)這能使電能輸出提高到10倍，這使其出奇的經(jīng)濟實用，因為成本降低了。”

3.24億噸的土豆能量

“這是種低電壓能，”拉賓諾維茨說，“但已經(jīng)足夠打造一塊能給手機或筆記本充電的電池，特別是在那些沒有電網(wǎng)覆蓋，沒有電能連接的地方。”他們的成本分析顯示，一塊土豆電池，也就是一個煮過的土豆加上鋅、銅電極組成，所產(chǎn)生的便攜式電能成本為每千瓦時9美元，這比常見的1.5伏AA堿性電池或干電池便宜了50倍，后者每千瓦時需要49到84美元。與發(fā)展中國家使用的煤油燈相比，土豆電池的成本也便宜了差不多6倍。于是，我們就有了這樣的疑問：為什么土豆電池還沒有出現(xiàn)巨大的成功？

據(jù)了解，2010年全世界共收獲了驚人的3.24億噸土豆，如果全部用來制作土豆電池，那將會產(chǎn)生多大能量？作為世界上最重要的非谷物糧食，土豆是131個國家中最重要的淀粉來源。土豆很便宜，易于存儲，而且能保存很長時間。目前世界上有12億人還無法享受電力帶來的便利生活，一顆小小的土豆或許就是解決這一問題的最好答案——至少研究者是這么想的。

“我們認為一些組織可能會感興趣，”拉賓諾維茨說，“我們覺得，政治家們可以在土豆上印上名字再分發(fā)出去，這些土豆電池的成本還不到1美元。”然而，他們的實驗已經(jīng)過去了3年，為什么還沒有政府、公司或其他組織認可土豆電池？拉賓諾維茨說：“答案很簡單：他們根本就不了解。”

不過，事實也許比這復(fù)雜得多。首先，利用食物作為能源就是一大爭議。聯(lián)合國糧食和農(nóng)業(yè)組織（FAO）負責(zé)自然資源的高級官員奧利維爾·杜波依斯說，利用糧食作為能源——如用甘蔗生產(chǎn)生物燃料——必須避免削減食物儲備，以及與農(nóng)民競爭。

“你首先要看到：有沒有足夠用來吃的土豆？然后，我們在販賣土豆獲利的時候有沒有與農(nóng)民發(fā)生競爭？”他解釋道，“因此，如果食用的土豆夠了，商用的土豆夠了，還有一些土豆剩下來，那這個主意就可以實現(xiàn)。”

在像肯尼亞這樣的國家，土豆是僅次于玉蜀黍的第二大糧食作物。去年該國的農(nóng)戶共收獲了差不多1000萬噸土豆，但有約10%到20%由于缺乏通向市場的渠道或者較差的存儲條件及其他問題而損失掉。研究者們說：“這些沒能進入市場的土豆，很適合用于制成土豆電池。”

絕佳的應(yīng)用例子

有這樣一個很好的例子。

在斯里蘭卡，當(dāng)?shù)啬塬@得的土豆既少又貴。因此，凱拉尼亞大學(xué)的一個團隊決定利用另一種原料來進行類似實驗，這種材料就是在斯里蘭卡常見的芭蕉。

物理學(xué)家賈亞蘇里亞及其同事發(fā)現(xiàn)，“煮”的技術(shù)同樣可以用在芭蕉莖上，而最好的發(fā)電效果是在煮熟之后再切碎這些芭蕉莖。通過這一方法，他們現(xiàn)在能夠使一盞LED燈點亮超過500小時。賈亞蘇里亞說：“我認為土豆產(chǎn)生的電流稍微穩(wěn)定一些，但芭蕉的莖是免費的，是我們丟棄的東西。”

也有一些人對土豆能源的可行性有所懷疑。“實際上，土豆電池就像你在商店里買的其他常規(guī)電池一樣，”美國馬薩諸塞大學(xué)的德雷克·洛夫利教授說，“它只是用了不同的介質(zhì)而已。”從原理上說，土豆并非電能的來源，實際上這些電能來自鋅的腐蝕。洛夫利說：“它是有耗損的，金屬隨著時間推移會被腐蝕。”這就意味著你必須在一段時間后更換鋅——當(dāng)然還有土豆，或者芭蕉莖。

在許多發(fā)展中國家中鋅還是很便宜的，而且賈亞蘇里亞認為，這種電池比起煤油燈來更加節(jié)省成本。一根鋅電極可以使用大約5個月的時間，成本相當(dāng)于1升煤油，而這些煤油只能供普通的斯里蘭卡家庭使用兩天。另一方面，你也可以使用其他電極，如鎂或鐵。不過，倡導(dǎo)土豆電池的人還需要克服另一個問題：消費者對土豆的感覺。

相對于其他現(xiàn)代技術(shù)，如太陽能等，土豆作為能量來源看起來并不十分吸引人。One Degree Solar是一家在肯尼亞銷售微型太陽能家庭系統(tǒng)的公司，其創(chuàng)立者Gaurav Manchanda說，人們購買他們的產(chǎn)品時考慮的不僅僅是成本和價格。他解釋道：“他們需要看到這里面的價值，不僅是產(chǎn)品的展示，還有性能。”而且，基本上有些人也不想向他的鄰居顯擺一個土豆電池。當(dāng)然，我們不能否認土豆電池的構(gòu)想是可行的，而且成本相當(dāng)?shù)土嬲度氲浆F(xiàn)實生活中，還需要相當(dāng)長的一段過程。

資訊

“2013年度餐飲食品安全優(yōu)秀案例評選”揭曉 高第街56號港式餐廳摘取殊榮

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凱瑞高第街56號港式餐廳從整體食品安全規(guī)范化管理流程入手，將注意力集中到關(guān)鍵環(huán)節(jié)，從菜刀、抹布等最小的設(shè)備、工具展開管理，最終其具有創(chuàng)新性和可操作性的餐飲食品安全實踐案例得到了專家的一致認可。

春節(jié)臨近，專家也提醒廣大消費者，由于春節(jié)期間客流量較大，選擇信用較好的餐廳對食品安全保障尤為重要。 （劉子亮）

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HR赫蓮娜業(yè)界首款治愈型“繃帶”面霜登陸濟南

本刊訊 1月11日，HR赫蓮娜推出的業(yè)界首款“繃帶”面霜登陸濟南，vip客戶體驗會如期舉行。據(jù)悉，HR奢華實驗室攜手瑞士頂級醫(yī)美機構(gòu)LACLINIC MONTREUX研制的業(yè)界首款“繃帶面霜”，專門針對術(shù)后脆弱或極易敏感肌膚，首創(chuàng)“活顏修護舒緩系統(tǒng)”，帶來柔和鎮(zhèn)靜、細致修復(fù)、嚴密保護的卓越護膚功效。

在濟南舉行的產(chǎn)品體驗會上，HR赫蓮娜特邀微整形醫(yī)生專業(yè)講解了這款專為微整形美容術(shù)后的創(chuàng)傷、敏感、脆弱肌膚潛心研制的面霜，體驗式的講解讓濟南的客戶在當(dāng)天親身體驗了此款面霜的實際效果。

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張樂毅個人畫展在山東大廈美術(shù)館舉行

本刊訊 1月13日，由山東省美術(shù)家協(xié)會等主辦的“迎馬年——張樂毅駿馬畫展”在山東大廈美術(shù)館開幕，畫馬名家張樂毅精選三十余幅優(yōu)秀的駿馬作品在馬年伊始、省兩會召開期間舉辦個展，受到了社會各界的廣泛好評。此次展覽自1月15至1月22日結(jié)束。張樂毅是山東大學(xué)藝術(shù)學(xué)院教授，碩士生導(dǎo)師，中國美術(shù)家協(xié)會會員，1980年畢業(yè)于泰安師專美術(shù)系，1994年畢業(yè)于德國柏林美術(shù)學(xué)院，1995年任意大利米蘭美術(shù)學(xué)院教授，先后在日本、德國、法國、荷蘭等地舉辦個人畫展，繪畫題材涉獵廣泛，尤以畫馬著名海內(nèi)外，張樂毅的水墨寫意畫馬，其筆法中西融匯，自成一體，業(yè)內(nèi)稱為“樂毅畫馬”，其本人被美稱為“畫壇牧馬人”。 （馬軍）