Изследователи от Университета в Кеймбридж, Великобритания, са използвали обикновен вид синьо-зелени водорасли за захранване на микропроцесор в продължение на шест месеца, неизползвайки нищо освен околна светлина и вода. Тяхната система има потенциал като надежден и възобновяем начин за захранване на малки устройства.

Системата, сравнима по размер с батерия АА, съдържа вид нетоксични водорасли, наречени Synechocystis, които естествено събират енергия от слънцето чрез фотосинтеза. Слабият електрически ток, който генерира, след това взаимодейства с алуминиев електрод и се използва за захранване на микропроцесор.

Системата е направена от обикновени, евтини и до голяма степен рециклируеми материали. Това означава, че може лесно да се репликира стотици хиляди пъти за захранване на голям брой малки устройства като част от "Интернет на нещата" (IoT - Internet of Things). Изследователите казват, че вероятно ще бъде най-полезно в ситуации извън мрежата или отдалечени места, където малки количества енергия могат да бъдат много полезни.

Биохимикът Кристофър Хау (Christopher Howe) завявява в сайта на университета, че растежът на IoT се нуждае от повече мощност, която идва от системи, които генерират енергия, а не от батерии.

Водораслите като жив източник на енергия, който е възобновяем и не изчерпват енергията си за разлика от батериите.

Бързият напредък в технологиите през последните години също означава, че е необходима повече енергия и изглежда, че слънчевите клетки са отговорът за осигуряването на възобновяема енергия.

В експеримента устройството е използвано за захранване на Arm Cortex M0+, който е микропроцесор, използван широко в устройствата за "Интернет на нещата". Устройството е работело в домашна среда и полуоткрити условия при естествена светлина и свързаните с това температурни колебания и след шест месеца непрекъснато производство на електроенергия резултатите са предоставени за публикуване в списание Energy & Environmental Science.

_{Клетката, задвижвана от водорасли. Кредит: Paolo Bombelli}

Водораслите действат като соларна клетка и жива батерия, която може да генерира електрически ток без допълване с хранителни вещества, тъй като те създават собствена "храна", докато фотосинтезират. И въпреки факта, че фотосинтезата изисква светлина, устройството продължава да произвежда енергия по време на тъмните периоди. Изследователите смятат, че това е така, защото водораслите преработват част от храната си, когато няма светлина, и това продължава да генерира електрически ток.

Интернет на нещата е обширна и нарастваща мрежа от електронни устройства – всяко използващо само малко количество енергия – които събират и споделят данни в реално време чрез интернет. Използвайки евтини компютърни чипове и безжични мрежи, много милиарди устройства са част от тази мрежа - от смарт часовници до температурни сензори в електроцентралите.

Очаква се броят им да нарасне до един трилион устройства до 2035 г., което изисква огромен брой преносими енергийни източници.

Изследователите казват, че захранването на трилиони устройства от Интернет на нещата с помощта на литиево-йонни батерии би било непрактично: би било необходимо три пъти повече литий, отколкото се произвежда в света годишно. А традиционните фотоволтаични устройства са направени с помощта на опасни материали, които имат неблагоприятно въздействие върху околната среда. Затова използването на жив източник на енергия като водорасли е практично.

Справка: P. Bombelli, A. Savanth, A. Scarampi, S. J. L. Rowden, D. H. Green, A. Erbe, E. Årstøl, I. Jevremovic, M. F. Hohmann-Marriott, S. P. Trasatti, E. Ozer, C. J. Howe. Powering a microprocessor by photosynthesis. Energy & Environmental Science, 2022; DOI: 10.1039/D2EE00233G

Източник: Algae-powered computing: Scientists create reliable and renewable biological photovoltaic cell
University of Cambridge

Още по темата

15/07/2020

Земята

Морската вода може да осигури почти неограничени количества литий за батерии

28/02/2020

Физика

Следващото поколение батерии може да бъдат изградени от вируси (видео)

06/01/2020

Технологии

Нова батерия може да поддържа телефона ви зареден пет дни

09/10/2019

Физика

Нобелова награда за батерията, която разкри нов свят в технологиите