福建农林大学教授周顺桂团队发现了一种基于活荷叶的植物蒸腾发电机，可利用植物叶片蒸腾作用的水循环过程直接捕获环境潜热,实现持续产电。该研究首次揭示了植物蒸腾作用的水伏效应。9月16日，相关成果发表在《自然—水》上。
绿叶蒸腾诱导水伏发电。课题组供图植物蒸腾作用是自然界中最大的水通量之一，占地球蒸散发的80%-90%，蕴含着巨大的水伏能量潜力。这一过程不仅涉及水的相变，吸收环境潜热，而且理论上可以将蒸发潜热转换为电能。目前的研究多集中在模拟蒸腾过程的人工发电装置上，但对植物自身蒸腾产电的机制研究相对缺乏。
研究人员通过一系列创新的实验设计和电学测试，验证了植物活叶蒸腾作用诱导发电的可行性。他们发现，植物蒸腾发电性能受到植物生理活动和环境因素的多重影响，包括蒸腾速率、气孔开闭状态和温度等。此外，植物体内的电解质等导电物质也可能参与到蒸腾水循环中，对发电过程产生贡献。
最后，通过研究自然界中不同植物的蒸腾产电情况，进一步证明了植物蒸腾产电现象的普适性。
与传统的水伏器件不同，活体植物叶片的蒸腾作用是通过植物代谢实现的自发水文循环，这为水伏技术提供了一种无需外部水源的解决方案，完美解决了传统水伏器件对外部水源的绝对依赖。为推进未来绿色能源技术发展提供了新视角，并在实际应用，特别是满足物联网能源需求方面具有深远意义。
据悉，福建农林大学教授胡启昌为论文第一作者，周顺桂为通讯作者。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s4421-024-00311-9
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