北林大学生研发“植物充电宝”

中国园林网7月19日消息：出差路上手机没电，尤其是在没有电源的野外该如何是好呢？北京林业大学工学院研究生李伟林在导师的带领下发明了“植物充电宝”，可将树木与土壤间的微电能采集升压并存储到锂电池中，能在野外就地取材为低功耗设备供电。这项成果在日前举行的第九届“挑战杯”首都大学生课外学术科技作品竞赛中获得一等奖。

植物充电宝

2013年，北林大工学院有关科研团队着力在环境能量领域开展研究。在高林副教授的指导和支持下，李伟林和团队研究人员决定设计制作一种电路装置，将植物电能采集并存储出来。2015年3月，关于植物充电装置研发工作的大学生创新训练项目启动。他们利用各种电极、导线和万用表，对不同树种、不同连接方式进行测试，终于发现采用树干作为负极、其周围土壤作为正极，可以给超级电容充电，创新性地收集到了植物中的电能。经过20多天的积累，单个电容可以存储约300mV电压。

团队经过两年多实验分析发现，树种、温湿度、天气、电极材质都会影响到电势差的大小，而且受温度影响，同一树种不同季节测量的电势差变化显著。但无论什么样的环境，只要植物正常生长，保持新陈代谢活动，植物电能会一直存在。

电容收集到电势差后，如何升压存储到锂电池中？由于野外特殊环境，植物电能在升压过程没有外界电能帮助，需要实现无源升压。通过广泛选型，研究团队确定了升压电路要用的各种电子器件，并设计制作了电路板，用采集到的植物电作为升压电路的启动电压。研究最终实现了环境能量自供电，将电能转化效率保持在53%-60%，升压存储的电压范围为3.6V-5V。

李伟林介绍，采用植物电能供电可避免更换电池。与太阳能、风能等供电方式相比，植物电能供电可降低80%-90%的成本，且受天气影响较弱。未来，植物电能可为红外图像采集仪、无线传输网络等野外监测设备提供可靠稳定的供电。

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