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辦公室小物新用處,多肉植物也是活體生物太陽能電池


可可愛愛看起來相當喜氣的多肉植物,也是太陽能材料。科學家們透過植物自然的電子傳輸,依靠多肉植物的光合作用來打造「活」的生物太陽能電池。

從細菌、真菌到動植物,生物體內都有電子傳遞,科學家透過引入電極,就能用來發電,好比過去就有科學家用細菌製造出燃料電池。

而根據發表在《ACS Applied Materials & Interfaces》的論文,新的生物電池只要依靠植物的光合作用,就能產生電流。其中葉肉細胞因光合作用會不斷產生電流,這些電流可以當作光電流(photocurrent)為外部電路供電,最後就像太陽能電池一樣。

科學家們也發現,生長在乾旱環境、近幾年相當熱門的多肉植物的新用處。多肉植物顧名思義,其肥肥嫩嫩的葉子主要是保有原生環境得來不易的水分跟養分,因此科學家想知道是否可以利用多肉植物的光合作用,用內部水和營養物質做為電化學電池的電解質溶液,最終實現活體太陽能電池發電。

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團隊最後也用肥嫩多汁的 Corpuscularia lehmannii(冰廠)製造活的生物太陽能電池,將鐵陽極和白金陰極插入植物葉子中,電壓則得 0.28V 連接到電路中後,可產生高達每平方公分 20 µA 的光電流密度,當暴露在光下時,也能持續發電一天以上。

雖然發電量不高,但這也只是一片葉子,積少成多也能很可觀,之前也有研究指出,一旦串聯多片葉子即可增加電壓,且團隊設計的活體生物太陽能電池,葉片溶液中的質子可以在陰極結合形成氫氣,之後便能另作他用,研究人員表示,新方法可以促進未來永續多功能綠能技術發展。

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