光伏苔藓问世！城市披上“绿色皮肤”
发布日期：2025/12/8
你是否曾设想过植物也能用来发电？近日，西班牙科研人员通过一系列实验证实，苔藓这一常见植物具备发电潜力，依托生物光伏技术打造的“光伏苔藓”，为可再生能源领域开辟了全新路径。
1、苔藓发电的核心原理
苔藓是一类无花植物，多生长于潮湿环境中。与其他植物相同，苔藓依赖阳光进行光合作用以制造生存所需的养分。那么，这一生物过程与发电之间存在怎样的关联？从表面上看，二者似乎毫无交集。但随着 “生物光伏技术” 这一新技术的发展，二者被成功联结，苔藓也由此成为可发电的植物。
2、生物与技术的联结纽带
在光合作用过程中，苔藓会利用太阳光能将二氧化碳分解为有机化合物和氧气。苔藓产生的有机化合物会渗入土壤，土壤中的细菌会将这些有机化合物分解，并释放出多种副产物。其中，电子是这一分解过程中产生的重要副产物。借助光伏电极，产生的这些电子可被收集起来，并用于发电。因此，将苔藓与这项新技术结合，便可制造出用于发电的生物光伏电池。
3、光伏苔藓独具优势，优于其他植物
事实上，这项技术也可应用于部分其他植物——因为这些植物与苔藓一样，同样会进行光合作用并产生电子。但为何苔藓在该系统中更具特殊性，更符合应用条件？这是因为苔藓拥有其他植物不具备的特定特性。
苔藓具有极强的环境适应性，可在多种环境中生长，且能耐受恶劣条件。由于生存需要水分，苔藓多生长于寒冷潮湿的区域。但即便遭遇长期干旱，苔藓也能存活，只需补水数小时便可恢复生机。此外，苔藓还具备以下特性：
· 吸水率更高
· 重量更轻
· 对肥料的需求更低
· 养护成本低
凭借这些特性，苔藓可在多种环境中生长，例如墙面、人行道缝隙以及屋顶。因此，苔藓能够适应生物光伏电池的运行环境，就像这项颠覆性的光伏技术正在革新我们的能源生产方式一样。
4、生物光伏电池的工作原理
生物光伏技术是一套以光伏苔藓为核心的生物发电系统，通过该系统可利用光伏苔藓产生电能。生物光伏电池由多个单元构成，这些单元可通过串联或并联的方式连接。每个单元包含阳极、阴极、阳极生物材料（即苔藓）以及盐桥——盐桥的作用是让质子从阳极生物材料转移至阴极。
阳极由水凝胶和碳纤维制成，其设计目的是吸附电子。水凝胶还能维持环境的中性pH值，且由于其吸水能力可达自身重量的400倍左右，可为光伏苔藓营造湿润的生长环境。
5、电子材料不会影响光伏苔藓的代谢
此前，人们曾担忧制造生物光伏电池所用的材料会影响光伏苔藓的代谢。为进一步验证这一问题，科研人员开展了一项实验，测试碳纤维与苔藓、聚丙烯酸酯的共存情况。实验中，科研人员将一个100×100毫米的阳极单元与碳纤维、水凝胶（呈立方体状）以及一层碳纤维织物混合，随后在整个混合物表面覆盖苔藓。测试结果显示，该电池单元输出了0.35伏的电压，这表明所用材料不会对苔藓的生存造成危害。
与硅基光伏电池相比，生物光伏电池的生产成本更低。除成本低廉外，生物光伏电池还具有自我繁殖能力，且可生物降解，可持续性更强。在太阳能电池板无法发挥作用的区域，这项生物技术可成为一种可行的能源选择。
需要注意的是，生物光伏电池并非直接通过光合作用发电，而是借助光合作用维持微生物群落，再由这些微生物群落间接产生电能。这项技术之所以能实现，正是得益于苔藓所具备的、其他植物罕见的独特特性。该技术在日照较少的区域实用性极强，正如芬兰的红色光伏树一样，为可再生能源行业突破发展边界提供了新可能。
来源：能源舆情
