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【科學講堂】「海藻街燈」 點亮黑夜

2017-09-20

光合作用吸二氧化碳 或成化石燃料外另類能源

能源問題,迫在眉睫。自工業革命以降,我們的生活及經濟發展一直在倚重石油、煤這些「製作需時」的化石燃料(fossil fuel)。大家都知道,這些化石燃料總有用盡的一天,但世界人口在不斷地增長,大家又不能夠短時間內大幅改變我們的生活模式。如何確保我們在未來有充足的能源去維持生活水平,可能是在這個世紀內就需要解決的難題。

法國科學家構思 尚在試驗階段

大家有沒有想過效法成語「囊螢映雪」中的車胤,捕捉一整袋的螢火蟲(「囊螢」),利用牠們的螢火來照明?

當然,螢火蟲並不是唯一會發光的生物,法國科學家Pierre Calleja近年提倡利用會發光的海藻去為我們照明。螢火蟲、海藻、水母等生物的這種發光現象(bioluminescence),通過生化過程將其他形態的能量(例如食物中的化學能)轉化為光能,的確不需直接依賴化石燃料。而且,轉化的過程不涉及燃燒,大部分能量並不會以熱的形式被浪費掉(這些「生物光」並不能用來取暖),的確是一個值得考慮的另類能量來源。

吸二氧化碳能力勝樹

Calleja 已經設計並在法國的一些停車場內安裝了這些「海藻街燈」。簡單來說,它們可以被看成是一些頗大的、裝滿了發光海藻的玻璃瓶,瓶中的海藻通過光合作用產生能量,並將它們變為光能。在光合作用的過程中,這些海藻還會吸收空氣中的二氧化碳,幫助解決地球暖化的問題。Calleja估算一個「海藻街燈」一年內可以吸收多達一噸的二氧化碳,相當於一棵樹在150年內能吸納的分量。

海藻或者細菌改變地球大氣層成分,其實在地球的歷史中早已發生過。大約數十億年前地球初形成的時候,火山活動頻繁,經常將二氧化碳、氮氣及甲烷等氣體釋放到當時的地球大氣層中,因此當時的地球並不適合我們生活。

其後,能夠進行光合作用的海藻或者細菌出現,逐漸將大氣層中的二氧化碳吸收,又慢慢將氧氣發放到大氣層之中,改變了大氣層的成分,為我們這些仰仗氧氣生存的生物提供了合適的生存環境。

當然這些「海藻街燈」還在試驗階段,還有一些實際困難尚待解決:比方說這些發光海藻活於水中,時間一久,水就可能變得混濁,甚至令街燈的玻璃變成模糊不清,阻礙光線的散播;又或者這些「海藻街燈」可能會成為頑皮孩童破壞的對象,打破玻璃致令這些發光海藻流得四處都是。

小 結

為了解決能源問題,我們都在努力研究各種可行的解決方法。雖然距離成功還很遙遠,但是生物發光這種現象好像為我們提供了一個值得嘗試的方向。看來人類又得再次向大自然學習了。 ■張文彥博士

作者簡介:香港大學土木及結構工程學士。短暫任職見習土木工程師後,決定追隨對科學的興趣,在加拿大多倫多大學取得理學士及哲學博士學位,修讀理論粒子物理。現於香港大學理學院任職講師,教授基礎科學及通識課程,不時參與科學普及與知識交流活動。

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