近日，美國斯坦福大學研究人員利用可進行光合作用的海藻細胞生成了微弱的電流，被認為是在生產清潔、高效的“生物電”歷程中邁出的第一步。相關研究發表在近期出版的《納米快報》雜志上。

　　所謂光合作用是指植物、藻類和某些細菌等利用葉綠素，在陽光的作用下，把經由氣孔進入葉子內部的二氧化碳、水或是硫化氫轉化為葡萄糖等碳水化合物，同時釋放氧氣的過程。這一過程的關鍵參與者是被稱為“細胞發電室”的葉綠體。在葉綠體內水可被分解成氧氣、質子和電子。陽光滲透進葉綠體推動電子達到一個能量水平高位，使蛋白可以迅速地捕獲電子，并在一系列蛋白的傳遞過程中逐步積累電子的能量，直到所有的電子能量在合成糖類時消耗殆盡。

　　作為此項研究的主導人員，柳在亨(譯音)表示，他們是首個從活體植物細胞中提取電子的研究團隊。研究小組使用了專為探測細胞內部構造而設計的一種獨特的納米金電極。將電極輕輕推進海藻細胞膜，使細胞膜的封口包裹住電極，并保證海藻細胞處于存活狀態。在將電極推入可進行光合作用的細胞時，電子被陽光激發并達到最高能量水平，研究人員就對其進行“攔截”：將金電極放置在海藻細胞的葉綠體內，以便快速地“吸出”電子，從而生成微弱的電流。科學家表示，這一發電過程不會釋放二氧化碳等常規副產品，僅會產生質子和氧氣。

　　研究人員表示，他們能從單個細胞中獲取僅1微微安培的電流，這一電流十分微弱，需要上萬億細胞進行為時1小時的光合作用，這只等同于存儲在一節AA電池中的能量。同時，由于包裹在電極周圍的細胞膜發生破裂或者細胞遺失原本用于自養的能量，都可能導致海藻細胞的死亡。因此研究團隊下一步將致力于優化目前的電極設計，以延長活體細胞的生命，并將借助具有更大葉綠體、更長存活時間的植物等進行研究。

　　柳在亨稱，目前研究仍處于初級階段，研究人員正通過單個海藻細胞證明是否能獲取大量的電子。他表示，這是潛在的、最清潔的能量生成來源之一，聚集電子發電的效率也將大大超越燃燒生物燃料所生成的能量，與太陽能電池的發電效率相當，并有望在理論上達到100%的能量生成效率。但這一方式在經濟上是否合算，還需要進一步的探尋。