樹力發(fā)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(huán)保意識的增強，特別是在目前提倡低碳經(jīng)濟的形勢下，有科學家設想將兩者合二為一，即將發(fā)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(fā)電為路燈供電，節(jié)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(fā)電的能量預計來自三個方面:枝葉動能發(fā)電、pH值差值發(fā)電和溫差發(fā)電。首先，根據(jù)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(chǎn)生的動能進行發(fā)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(chǎn)生的能量發(fā)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(fā)電。

根據(jù)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(fā)電量能夠點亮一盞小瓦數(shù)的發(fā)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(fā)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(jié)能減排做出更多的貢獻。

然而，有一些專家對此卻提出了質(zhì)疑。他們認為，樹力發(fā)電并不能解決能源危機或?qū)ι锇l(fā)電技術產(chǎn)生革命性影響。樹力發(fā)電的電力實在太低，短時間內(nèi)不太可能讓我們的綠色夢想成真。如果想實現(xiàn)隨時隨地將手機插到樹上充電的夢想，我們?nèi)孕钑r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(wěn)定電壓。這種用楓樹產(chǎn)生的微弱電流支持的電路為建立樹力電檢測系統(tǒng)提供了新思路，兩位工程師表示，很多證據(jù)顯示，這種電路可以支持低功率的檢測儀，用于生態(tài)研究、監(jiān)測森林或其他自然環(huán)境的變化情況，這樣就可以收集生態(tài)數(shù)據(jù)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(huán)境檢測儀系統(tǒng)。這一系統(tǒng)主要通過監(jiān)測森林的濕度和溫度，把數(shù)據(jù)無線傳送到總站來監(jiān)測森林火災。但該系統(tǒng)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(tǒng)。

樹力發(fā)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(chǎn)生大量的能量，如果把這些能量看作是另一種潛在的發(fā)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(chǎn)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(shù)據(jù)。我們期待研究人員能夠早日取得突破性進展，實現(xiàn)美好的綠色之夢。