綠色發電機—
史丹福大學的研究者們已經成功地從綠藻的光合作用中獲取電能，他們接下來會在更多的綠色植物中找尋“發電機”。
做為這顆藍色星球上資格最老的居民之一，綠藻在過去的數十億年間繁衍得無處不在。過去數千年人們從未對這種生物投入太多的關注，但是在近幾十年間，它似乎突然被人們重新發現。深受能源短缺之苦的人們開始嘗試從綠藻上獲得更多能源，從生物乙醇到綠藻制氫，這種在任何水體中都能找到的小小單細胞生物似乎突然成為了令人矚目的能源新星。而最近史丹福大學的一項研究則將人們對綠藻的期望又推上了一個新的高峰：研究者發現了直接從綠藻中獲取電能的方法。
和藍綠藻、古細菌這些表親不太一樣，綠藻體內含有兩種葉綠素，並且由一層軟膜包裹著。做為光合作用過程的主要力量，葉綠體的作用是在陽光的作用下，將二氧化碳和水變成生長所需的養分，同時放出氧氣。在這個每天都要進行的過程中，分解一個水分子將會得到一個氧原子、兩個質子和兩個電子，而這兩個電子將在進一步的轉化過程中，成為形成糖類養料的動力來源，最終被消耗掉。
科學家Won Hyoung Ryu打算將這些電子導出來以形成電流。“我們相信，這是第一次在活體植物細胞中提取電能。”這位在史丹福大學獲得了博士學位、現在供職於韓國延世大學的研究者說：“但是這只是第一步。”
在這項史丹福大學全球氣候與能源項目資助的研究中，Ryu和他的同事們製造出了寬度只有數十納米的金質電極，並且將其插進綠藻細胞當中。這樣小的電極不會對綠藻細胞造成致命損傷，彈性的細胞膜會封住電極，就像我們用針扎進一隻足球那樣。照常工作的葉綠體所產生的電子卻會被電極吸引而形成電流。雖然很少，但是畢竟提供了一種新的可能性。絕大多數的植物都含有葉綠體，這正是它們呈現出綠色的原因。有更多的葉綠體，就意味著更多的電能。現在從事這項研究的科學家們已經開始尋找擁有更多葉綠體的植物，期望它們可以在電極不住吸取電能的情況下活得更為長久。也許以後那些高大喬木的葉子上將會被插上電極，森林將不僅成為供氧站，同時還是發電站。
過去人們使用植物能源的時候，大都會將其直接燃燒，或者通過酶轉化發酵製成生物乙醇。然而這類方式並非最優的途徑，因為植物僅僅會在機體內儲存百分之幾的太陽能，其餘的都會在生長的過程中消耗掉。而無論是直接燃燒還是製成生物乙醇之後再利用，都會產生二氧化碳。
這種直接從植物細胞內取電的技術不存在這些問題—理論上，它可以實現100%太陽能和電能的轉換，而唯一的副產品也只是氧氣而已。而作為對比，現在實驗室中最高效的太陽能電池只能達到略高於40%的能量轉化率，工業生產中的太陽能電池更是不及20%。
但是實際上，現在這種技術只能達到與傳統太陽能電池差不多的能量轉化效率，而且其成本目前看來還遠遠無法降到可以工業化的程度。這和Ryu的研究團隊設計的那種特殊手術方法有關。他們製造了一些細金絲，表面有著向著同一個方向傾斜的微小尖刺。當充滿了綠藻的水逆著尖刺的傾斜方向流過時，綠藻就會被掛在尖刺上，變成了一個微小的電池。在這一過程中並無法準確控制綠藻的附著位置，而水流速度的微小變化都可能導致綠藻細胞膜破裂而受到損傷。另一方面，電極截獲了綠藻本來用於生產養料的電子，也將會讓綠藻細胞逐漸消耗而死亡。
雖然如此，容易繁殖的綠藻依然是很有希望的電能來源。在現階段，每個綠藻僅能夠產生一兆分之一安培的電流，但是研究者通過從大量綠藻細胞收集電能，已經能夠在一小時內生產出大約與一節普通電池相當的電量。這種方式的可行性已經得到了驗證，接下來的內容將會集中於工藝上的更多方面，例如最佳化電極設計以延長綠藻細胞的壽命，或者尋找更加堅強的植物等等。
但是並不是所有的人都對這種發電方式抱持樂觀態度。英國倫敦帝國理工學院的生物學家James Barber認為這項研究本身很了不起，但是如果考慮以此來大量生產電能可能有些不切實際。他認為，像一些微生物燃料電池那樣，收集那些從微生物細胞內溢出的電子，可能是更合適的方式。而對於從植物中提取電能則不夠經濟和實用。
現在我們並不能預言這種直接從植物細胞內偷電的方式是否能夠成為我們所需的電能來源，正如在一個半世紀以前人們首次發現光伏現象時，也只是將之當成奇聞來看待一樣。也許隨著生物技術和微機電技術的發展，我們可以製造出能夠具有更多葉綠體、產生更多電力的新型綠藻；也將會有更好更精確的方式，可以讓綠藻在植入電極之後活得儘可能長久。
面對不同的聲音，史丹福大學的研究者們還是對未來充滿信心。“要製造一個有現實意義的發電設備，還有很多事要做。”Ryu說，“我們打算製造一個電極陣列，希望每個電極都能夠連線一個綠藻細胞，以形成一個真正大規模的發電系統。”也許，在未來的某一天人類真的可以像電影《阿凡達》中的納美人一樣，依靠一棵枝繁葉茂的大樹生活。
