@ 2014.08.15 , 09:37

菠菜那么牛,能当汽车燃料吗?

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菠菜在你的沙拉里面占有一席之地,但在不远的将来你能把菠菜作为汽车的燃料吗?一些科学家正在研究菠菜,希望这种超级食物能够为可持续燃料带来突破性的进展。

在最近的一项研究中,由化学家和物理学家组成的国际团队首次拍下了光合作用(植物将光能转化成化学能的过程)行动的“快照”。这对于科学界来说是重大消息,对于轻净科技来说尤为如此,人们为了寻找更为干净的能源已经努力的很长时间了。

该研究发表在《自然》杂志上,《自然》披露了其实验过程:科学家们将他们从超市买来的菠菜叶子放在一个凉爽的、受到保护的房间里面,然后用类似阳光的激光激活光合作用。然后他们用一种特殊的X射线拍下了光合作用中各种各样的快照。自从19世纪起我们就已经知道叶子能够吸收光能,然后将其转变为糖类,但人类花了很长的时间才知道真正在光合作用中起作用的是什么样的化学和物理过程。我们知道光合作用是一个漫长的链式反应,这个反应过程包括物理和化学过程,能够让植物理由阳光来制造和储存能量。但我们并没有完全明白在这个过程背后,植物供给自己食物和供给人类氧气的每一个要素。

这个在菠菜上做的实验研究的其实是“二号光和体系”(Photosystem II ),在植物的细胞结构内,这是一种以蛋白质为基础的反应中心,能够激活所有其它的进程,使得植物能够将光能变成糖类储存起来。到现在为止,化学家们并不明白“二号光和体系”是如何完成它的本职工作的,但在使用激光和X射线后研究一些菠菜后,该团队看到了水分解过程(这个过程能够产生植物能源)的图像,这个图像是前所未有的。

为什么是菠菜?

普渡大学物理学教授Yulia Pushkar参与了此次研究,她解释说:“菠菜叶子和所有其它的绿色植物和蓝藻细菌一样,其独有的细胞器能够收集太阳能然后将其转变为化学能。我们所进行的科学探索就是为了寻找这一过程的确切详情。一旦其进行光合作用的独特细胞器被我们发现,我们就能利用这种细胞器人为制造一种装置,来为我们提供清洁的、可再生的能源。”

不过这种技术应该不会祸害全球的菠菜。一旦科学家们控制了光合作用发生的过程,他们会用别的技术来创造出“人工叶片”,这种叶片也能将阳光变成廉价的、可再生的能源。到目前为止,一切都处于理论阶段,但科学家们希望这种技术能够马上转化和储存能量,并且这一技术和太阳能电池要转化两次能量(一次是将太阳能变为电能,第二次是将电能转变为化学能储存起来)有能量损失不同。到那时候,研究人员就可以憧憬有一天他们能够用一片含羞草的叶子为平板电脑充电了。

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能够转化为能量的食物

菠菜并不是唯一能作为可替代能源的食物,下面这些食物也可以:

玉米:能够发酵成乙醇,美国2014年有望靠玉米得到142亿加仑的乙醇,出口额会达到10亿加仑左右。

小麦:英国一直在试验用小麦提取生物乙醚,不过乙醚的密度太低了,基本上是作为燃料添加剂使用,并不直接作为燃料使用。

植物油:很多植物油(油菜籽、向日葵、大豆、□□和亚麻)能够变为柴油,在欧洲很多加油站已经有卖的了。不过最好不要自己尝试……

糖料作物:甜菜可以用来生产乙醇,而高粱在密西西比三角洲那80万吨的作物里面,是可持续使用的代表。

厨房垃圾:能够制造沼气。

本文译自 Modern Farmer,由译者 肌肉桃 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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