植物为什么会带电（植物体内是否会带电）

植物的根细胞吸收大量的矿物质元素，当这些元素的离子分布不平衡时，就会引起植物带电；植物在进行光合作用的过程中，把水分子分解成氢和氧，在一定时期内，氢还能形成带阳电和带阴电的粒子，也会使植物带电。一般情况下,大气带阳电,大地带阴电，植物与大地相连,于是,植物便成了特殊的天线,从空气中收集到无数的带电粒子,造成植物带电

你听说过植物电池吗 植物为什么会“带电”呢？

人类发明了太阳能电池，而植物的生长也依赖于阳光，那么我们能不能放弃昂贵的电池板，采用植物作为载体来发电呢？科学家给出了肯定的答案，而且世界上已经成功开发出“植物电池”。这种“植物电池”被称为纯天然的植物能源。

如何制作“植物电池”

很多人都对“植物电池”很有兴趣，其实早在1981年的英国，就有一位钟表匠做了一个简单的实验：他在柠檬上插入两个电极，然后将电极与小型钟表发电机的电路连接在一起，结果钟表就像连接上电源一样，开始正常走动了。

为此，这位钟表匠提出了一个大胆的假设，那就是用植物来发电！

钟表匠的实验也让人们知道，原来植物中也蕴藏着电能，一个柠檬就像一个“植物电池”一样。虽然这种方法没有被运用到实际研究中去，不过却是“植物电池”的最初尝试，同时也吸引了更多的科学家对此进行深入研究。

科学家有了最初的设想：在工作生产中，如果从水中提取氧气和氢气需要耗费大量的电能，而植物的绿叶可以通过阳光将水分分解成氢气和氧气，那么能够制造出一种利用太阳能的“电子叶”，就等于找到了一个不可估量的发电厂。不过，这样的设想最终在运用中遇到了障碍，科学家不得不宣布，制造“植物电池”并没有实际运用价值。因为要精确测出叶绿体物质对电池效率所产生的影响就十分困难，而且“植物电池”中生物系统和化学系统需要协同作用，单个系统效率的简单叠加，根本无法变成同比增加的整体效率。

虽然“植物电池”在研究及运用中困难重重，不过它的优越性还是无法比拟的，所以，时至今日仍然有许多科学家投身于这个研究领域中，不断突破和创新。相信不久的将来，“植物电池”也能够走进我们的身边，走进千家万户，真正地改变我们的生活。

植物电池

体内会“带电”的植物

我们认为，电只会在非生命的物体中存在，其实在人的身体中，甚至在植物的体内都存在电，这就是我们常说的生物电。可能很多人都不会理解，植物怎么会“带电”呢？

首先从植物的吸收来说，植物时时刻刻都在吸收土壤中的矿质元素，如果被植物所吸收的元素离子分布不均匀的话，就会发生植物“带电”现象。另外，植物的光合作用会产生一定的碳水化合物，同时会将水分子中的氧和氢分解出来，而在一定时间内，氢就会形成带有正负电的粒子，这样植物体也就“带电”了。另外，大气中带有阳电，而地面带有阴电，植物就像生长在地面上的“电线”一样，会从大气中吸收无数带电的粒子，这也会造成植物“带电”的情况。当然，存在于植物体内的电是十分微弱的。如果再给植物通上电，就会使植物发生电化学变化，从而加速植物体内的生化反应，增强其新陈代谢功能。

“带电”的植物

植物“太阳能系统”

我们都知道植物可以用来发电，世界上已经有很多家生物能源公司利用焚烧植物来进行发电。只是这样的发电方式显得过于“粗暴”，有科学家指出，其实人类完全可以采用更加平和的方式来让植物发电。

植物在进行光合作用的过程中，叶绿素不仅能够将水分解成氧和氢，还能够将氢分解成带有正负电的粒子。这时候，植物体内便会有电流产生，如果没有及时加以利用，就会让这些电流白白地损失掉。如果科学家能够利用人工的方法，将植物电流产生的过程加以控制，必然能够得到为人类提供生产、生活的电能。

科学家还尝试着将菠菜叶内提取到的叶绿素与卵磷脂混合，然后放在透明的氧化锡结晶片上，用它作为正极安置在“透明电池”中，当它受到阳光的照射之后，就能够产生电流。这样的尝试表明，利用叶绿素所制造的“植物电池”，能够把太阳能的30%转化成电能，而现在绝大多数的太阳能电池也无法达到这样的功率。可见，“植物电池”的潜力有多大。

植物太阳能系统

生物光伏“电池”

科学家将利用植物发电的方式叫做“生物光伏发电”，而将这种方式制成的电池叫做“生物光伏电池”。不过，生物光伏电池也有一个不得不说的缺点，就是发电并不持久，因为制造生物光伏电池所使用的叶绿素和卵磷脂，都是来自于植物体内，是具有大分子结构的有机物，当它们离开植物的生存环境后特别容易分解，从而失去吸收太阳能的功效。

为了弥补这个缺陷，科学家又将目光投向活着的植物，并且开发出许多活的“生物光伏电池”，比如科学家将一些电极安置在植物盆栽中，以此来收集植物进行光合作用时所产生的电量。根据研究成果显示，一盆直径约为1米的蕨类植物，就能够产生100瓦的电能，如果阳光十分充沛的话，甚至可以产生将近1度电。而且，蕨类植物生长所需要的养料并不多，管理也不麻烦，生长十分迅速，是一种非常适合用来发电的植物。

其实，除了蕨类植物以外，科学家更看好藻类植物，因为它们的生长及扩张都更加迅速，对于环境的要求也更低，几乎都在各种水域中生长。另外，科学家认为植物最为集中的森林也是“生物光伏”电能的宝库，如果能够真正把森林利用起来发电，必然会为人类提供更多的电能。

树木发电

作者：钟 虎

审校：李志洪

本作品为“科普中国-科学原理一点通”原创 转载时务请注明出处

在印度的森林里，有一种奇怪的“电树”。当人们从树边经过的时候，如果不小心碰上它的枝条，就会有触电的感觉，甚至会浑身发麻。原来这 种树有发电和蓄电的本领。人们曾用多种仪器测量了这种小树，发现它每 天发出的电流都会有变化。中午阳光强、温度高，它的电压就高；傍晚的 时候，气温降低，它的电压也跟着降低；到了晚上，它就完全不放电了。在它放电的时候，离树6米远的地方，磁针还能受到电的影响。所以，鸟和昆虫根本不敢落在这种树上。

那么，植物体内的电是怎么产生的呢？植物体内产生电流的原因很多，大多是在生理活动的过程中产生的。例如在植物根部，电流可以从一个部位向另一个部位流动。电流流动是根细胞对于矿物质元素的吸收和分 布不平衡等因素引起的。但这种电流强度很小，据计算，需要1000亿条这 种根同时发电，才可以点亮一盏100瓦的电灯泡。

随着科学技术的不断发展，如今科学家们已把这种生物电作为--项专 门的学科进行研究。这门新学科叫做电生理学。

说植物身体里也有电，你觉得奇怪吗？

植物和动物都是生物。生物体内的生命活动，有时会产生电场和电流，叫做生物电。在有些动物身体中，这种现象特别明显。例如一种叫电鳗的鱼类，它可以用这种生物电去击捕小动物，作为自己的食料呢！

植物体内的电都很微弱，不用很精密的仪器是难以察觉的。但微弱不等于没有。

那么，植物体内的电是怎样产生的呢？植物产生电流的原因很多，大多是在生理活动的过程中产生的，例如在根部，电流可以从一个部位向另一部位周转。引起电流流动的原因是根细胞对于矿物质元素的吸收和分布不平衡的关系。假如把豆苗的根培植在氯化钾溶液中，氯化钾的离子就进入根内，钾离子在根内向尖端处细胞集中，由此产生上部细胞内阴离子的浓度高，而根尖阳离子多，结果，电流就向阳极移动。

但这种电流的强度很小，据计算，需要1000亿条这种根发的电，才可以点亮一盏100瓦的电灯。所以，有的人把这种根的发电，比做一台微型发电机。

由于科学技术的不断发展，如今已把生物电作为一项专门的学科来研究了。这门新学科叫电生理学。

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