生物质能，生生不息

赵君鹏

众所周知，煤炭、石油、天然气等化石能源污染严重，并且不可再生，在推动社会发展的同时，也产生了一系列问题。而利用生物或由其生成的有机废料所生产的能源，清洁环保并且可再生，可以化为强劲的动力。科学家一直致力于生物能源的研究，已经有了许多令人欣喜的发现。

瑞士的科学家发明了利用氙灯闪光放热来分解果壳等生物废料的技术，它不但能制造氢气，还能生产可重复利用的生物炭。

人们可以先将香蕉皮、玉米棒、橘子皮、椰壳等生物有机废料在105℃的环境下干燥24小时，接着将它们粉碎成末，放入一个不锈钢反应器，然后氙气灯闪烁，发出促进光热化学反应的短脉冲，只需短短几毫秒，生物废料受热完成分解。运用这种方法，每千克干燥的原料可以产生100升氢气和330克生物炭。氢气是绿色燃料，生物炭可以用于农田施肥，也可以用来制造电极。

美国科学家发现了用大肠杆菌和葡萄糖生产烯烃的方法。烯烃是一种碳氢化合物，是构成汽油的一种分子，可以用于制造生物燃料。

通过基因工程改造大肠杆菌，使其不但不会威胁人类的健康，还可以产生能将葡萄糖转化为脂肪酸的酶。在细菌“吃”葡萄糖时添加一种催化剂，去掉脂肪酸中不需要的部分，就可以用于生产烯烃。

因为植物通过光合作用将二氧化碳和水合成葡萄糖，所以葡萄糖中的碳和由此生成的烯烃，实际上来源于二氧化碳。也就是说，运用葡萄糖生产烯烃能减少空气中的二氧化碳含量。

美国科学家开发出一种能量收集器，它可以收集人体产生的电流。该设备约1平方厘米大小，薄而软，可以长时间缠绕在手指上，其动力来自溶解于汗水中的化合物——乳酸。设备包含电极和芯片，其中电极由碳纳米管材料制作的泡沫构成，泡沫上有水凝胶和酶，芯片由压电材料制成。电极紧贴手指，水凝胶可以最大限度地吸收汗水，酶可以引发汗液中的乳酸和氧分子之間的化学反应来发电。电极下是芯片，当芯片受到挤压时，可以产生电流，然后将电流储存于电容器中，在需要的时候释放出来。

人体指尖的汗腺密度最高，可以24小时产生汗水，出汗量远高于人体其他部位，所以这种设备被设计戴在指尖上。佩戴这种设备，睡眠10小时所产生的电量可以让一块电子表运行24小时，而弹琴、打字或点击鼠标1小时所产生的电量相当于前者的7.5万倍。

中国科学家发现微拟球藻可以用来生产生物柴油，也可以用来制造健康食物。

微拟球藻是微藻的一种，它在海水和淡水中均可养殖，并且生长迅速，积累油脂能力强。它能够利用太阳能将二氧化碳和水转化为高能量密度的油脂分子。

微拟球藻的藻油中含有单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸，科学家已经研究出人工控制其比例来“定制化”生产藻油的方法。单不饱和脂肪酸含量高的藻油可以用来制造生物柴油，多不饱和脂肪酸含量高的藻油可以用来制造健康食品。

无论是果皮产出氢气，还是人体产生电流，归根结底，所有的动植物和微生物，其体内蕴藏的能量都来自太阳。通过光合作用而形成的各种有机体统称生物质，其体内以化学能形式储存着太阳能，这种能量被称为生物质能。生物质在地球上数量繁多，可以再生，并且生命力顽强，如果人类科学、合理地使用，可以取之不尽。

虽然生物质能在当今全球能源结构中排在煤炭、石油、天然气之后，屈居第四位，但它是人类历史上使用最早、使用最久的能源，有“东山再起”的潜力。“罗浮山下四时春，卢橘杨梅次第新”，对大自然的馈赠，除了日常应用之外，人们还将开发其新的价值，书写新的诗篇。

（姚梅芬摘自《知识窗》2022年第4期）