一种活叶蒸腾发电装置及其制备与应用

本发明涉及新能源发电，更具体地，本发明涉及一种活叶蒸腾发电装置及其制备与应用。

背景技术：

1、水伏发电具有可持续产电、地理环境兼容性好和能够有效应对气候变化的优势，获得广泛关注。水伏发电技术多是使用碳纳米管、石墨烯和氧化石墨烯等工程纳米材料进行产电，但这些材料均存在不能持续产电的缺陷。由于水分的蒸发导致器件内部的水分减少，进而导致产电中断，因此需要定期对器件进行供水。

2、陆地蒸散是全球陆地能量和水循环的关键组成部分，它在水循环中是仅次于降水的第二大组成部分。蒸散包括了蒸发和蒸腾两个部分，蒸腾是迄今为止地球大陆上最大的水通量，占陆地蒸散的80％-90％。每年约有62,000±8,000km3的液态水被蒸腾作用转化为大气蒸汽，其过程需要吸收33±4w·m-2的能量，约占全球陆地所吸收的太阳能量的一半(约70w·m-2)。因此，如何将蒸腾作用的巨大能量利用，并解决水伏发电受时间和地理环境限制是急需解决的问题。

技术实现思路

1、为了将全球蒸腾能量利用起来，并解决水伏发电受时间和地理环境限制的问题，本发明的目的之一在于提供一种活叶蒸腾发电装置，本发明的目的之二在于提供这种装置的制备方法，本发明的目的之三在于提供这种活叶蒸腾发电装置的应用。

2、本发明的第一个方面，提供一种活叶蒸腾发电装置，包括顶部电极、活体植株和底部电极，活体植株包括叶片、茎秆或该叶片的叶柄，顶部电极与叶片的带有气孔的表面贴合连接，底部电极插入茎秆或叶片的叶柄内，底部电极的高度低于叶片的高度，叶片进行蒸腾作用。

3、在本发明的一些实施方式中，活体植株为水生植物或陆生植物。

4、在本发明的一些实施方式中，活体植株为荷，叶片为荷叶。

5、在本发明的一些实施方式中，叶片为阔叶、针叶、丛生叶、线状叶或三裂叶中的一种。

6、在本发明的一些实施方式中，顶部电极为阴极，顶部电极为具有网孔结构的电极，顶部电极的网孔目数为10-400目，顶部电极的材质为钛、铁、铜、铝、金或银中的任一种。

7、在本发明的一些实施方式中，顶部电极为钛网电极。

8、在本发明的一些实施方式中，底部电极为阳极，底部电极为具有针状结构的电极，底部电极的针状结构的直径为0.1-2.0mm，底部电极的材质为钛、铁、铜、铝、金或银中的任一种。

9、在本发明的一些实施方式中，底部电极为钛针电极。

10、本发明的第二个方面，提供一种活叶蒸腾发电装置的制备方法，包括以下步骤：

11、s1.选择可以进行蒸腾作用的活体植株的叶片；

12、s2.将顶部电极与该活体植株的带有气孔的叶片表面贴合连接；

13、s3.将底部电极插入该活体植株的茎秆内或该叶片的叶柄内，底部电极低于该叶片的高度，制得活体蒸腾发电装置。

14、本发明的第三个方面，提供本发明的一种活叶蒸腾发电装置在发电中的应用。

15、本发明的有益效果：1.本发明制备的活叶蒸腾发电装置能够依靠活体植物的蒸腾作用进行发电，只要植物发生蒸腾作用，就可以持续不断产电，只要有植物的地方就可以产生蒸腾发电，该发电过程不受时间和地理环境的限制，本发明使用的电极均为简单易得的材料，不会对环境造成负担，利用植物的蒸腾作用把环境中分散、低质量和高熵的能量转换为高质量的电能，非常绿色环保，对于探索新型的绿色环境能源有显著意义。

16、2.自然界中的植物蒸腾作用是普遍存在的，因此本发明所述的制备活叶蒸腾发电装置的方法适用于大多数植物。我们在多种不同的植物上都发现了蒸腾产电现象的存在，可以说明植物是地球上一个巨大的绿色能源库。我们通过实验估算，全球的植物蒸腾“发电机”的年产量约为2.81×105twh，具有巨大的应用潜力。

技术特征：

1.一种活叶蒸腾发电装置，其特征在于，包括顶部电极、活体植株和底部电极，所述活体植株包括叶片、茎秆或该叶片的叶柄，所述顶部电极与所述叶片的带有气孔的表面贴合连接，所述底部电极插入所述叶片的叶柄或所述茎秆内，所述底部电极的高度低于所述叶片的高度，所述叶片进行蒸腾作用。

2.根据权利要求1所述的一种活叶蒸腾发电装置，其特征在于，所述活体植株为水生植物或陆生植物。

3.根据权利要求1所述的一种活叶蒸腾发电装置，其特征在于，所述活体植株为荷，所述叶片为荷叶。

4.根据权利要求1所述的一种活叶蒸腾发电装置，其特征在于，所述叶片为阔叶、针叶、丛生叶、线状叶或三裂叶中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种活叶蒸腾发电装置，其特征在于，所述顶部电极为阴极，所述顶部电极为具有网孔结构的电极，所述顶部电极的网孔目数为10-400目，所述顶部电极的材质为钛、铁、铜、铝、金或银中的任一种。

6.根据权利要求5所述的一种活叶蒸腾发电装置，其特征在于，所述顶部电极为钛网电极。

7.权利要求1所述的一种活叶蒸腾发电装置，其特征在于，所述底部电极为阳极，所述底部电极为具有针状结构的电极，所述底部电极的针状结构的直径为0.1-2.0mm，所述底部电极的材质为钛、铁、铜、铝、金或银中的任一种。

8.权利要求7所述的一种活叶蒸腾发电装置，其特征在于，所述底部电极为钛针电极。

9.权利要求1所述的一种活叶蒸腾发电装置的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.权利要求1-8所述的一种活叶蒸腾发电装置在发电中的应用。

技术总结
本发明公开了一种活叶蒸腾发电装置及其制备与应用，该活叶蒸腾发电装置包括顶部电极、活体植株和底部电极，活体植株包括叶片、茎秆或该叶片的叶柄，顶部电极与叶片的带有气孔的表面贴合连接，底部电极插入茎秆或叶片的叶柄内，底部电极的高度低于叶片的高度，叶片进行蒸腾作用。本发明的活叶蒸腾发电装置能够依靠活体植物的蒸腾作用进行发电，该发电过程不受时间和地理环境的限制，本发明使用的电极均为简单易得的材料，不会对环境造成负担，利用植物的蒸腾作用把环境中分散、低质量和高熵的能量转换为高质量的电能，非常绿色环保，对于探索新型的绿色环境能源有显著意义。

技术研发人员：胡启昌,林秀钰,周顺桂
受保护的技术使用者：福建农林大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27