N海都记者

吴诗榕

周婉怡

中国科学报

福建农林大学教授周顺桂教授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，相关成果发表在期刊Nature Water（《自然·水》）上。

日前，记者采访了论文第一作者、福建农林大学胡启昌教授。

“只因在动车上多看了它一眼”

“这个研究有个很有趣的契机。”胡启昌教授回忆，周顺桂教授在一次出差的动车上，突然看到车窗外大片大片的芭蕉叶，特别兴奋，顾不上动车上信号不好，马上给他打来电话，“自然界普遍存在的植物蒸腾作用是不是也能实现发电？”

两人一拍即合，决定开展植物蒸腾作用是否产电的研究。2022年，在无法出校做更多研究的情况下，团队将目光投向福建农林大学校内观音湖的一池荷花。因为荷叶与芭蕉叶在形态和功能上有许多异曲同工之处，加之正逢夏日，荷花池正好作为得天独厚的“天然实验室”。

“在当年的6、7月，除了必要的实验室工作以外，我们几乎将所有的时间都投入到观音湖湖畔的实验中。不仅如此，我们的研究还进一步拓展，涵盖了多种生态习性的植物，从喜阴到喜阳，广泛验证蒸腾发电的普遍适用性。”胡启昌教授介绍，研究小组首先通过一系列的产电验证实验设计和原位电学测试，证实了利用植物活叶蒸腾作用诱导发电的可行性，而进一步的研究表明，植物蒸腾发电性能受其本身生理活动与环境等多因素的影响（如蒸腾速率、气孔开闭状态等），并探讨了植物蒸腾发电的工作机制。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。

“构建一个分布式的植物电力网络”

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。

“实际上，植物的蒸腾作用是一个很复杂的植物生理过程，涉及激素、电解质等多因素，我们当前的研究主要集中于水伏效应上。”胡启昌教授说，未来将深入挖掘影响水伏产电过程的详细机制、提高能量转换效率，并通过优化界面载流子传输来降低阻抗，实现电能的高效输出。同时，将探索植物调控蒸腾作用的微观机制，期待实现输出功率的大幅提高。“最终目标是希望构建一个分布式的植物电力网络，为未来的能源供应和互联网应用提供新方向。”