Un computer alimentat de alge funcționează neîntrerupt de peste șase luni

Inginerii de la Universitatea Cambridge din Marea Britanie au realizat computerul alimentat de alge care a funcționat timp de mai bine de șase luni folosind nimic mai mult decât curentul generat de o specie comună de cianobacterii. Metoda este menită să furnizeze energie pentru vaste roiuri de dispozitive electronice.

„Creșterea Internetului Lucrurilor înseamnă și nevoia unei cantități din ce în ce mai mari de energie și credem că aceasta va trebui să provină din sisteme care pot genera energie, mai degrabă decât să o stocheze pur și simplu ca în baterii”, spune biochimistul Christopher Howe.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

Spre deosebire de partea internetului pe care o folosim pentru Twitter și TikTok, Internetul Lucrurilor interconectează obiecte precum mașini de spălat, cafetiere, vehicule și senzori de mediu.

În unele cazuri, aceste dispozitive funcționează departe de o rețea electrică. Adesea sunt atât de îndepărtate sau în locuri atât de neprielnice încât nu există o modalitate ușoară de a introduce o baterie nouă atunci când se descarcă cea veche sau de a repara sursa de alimentare în cazul în care se degradează sau se strică.

De ce a fost creat computerul alimentat de alge?

Pentru tehnologia care funcționează cu o cantitate mică de curent, soluția este pur și simplu să absoarbă energie din mediu, captând mișcările, carbonul, lumina sau chiar căldura irosită și folosind-o pentru a produce tensiune, scrie Science Alert.

Celulele fotovoltaice (energia solară) sunt o soluție evidentă în lumea de astăzi, având în vedere progresul rapid care s-a făcut în ultimii ani în captarea de mai multă energie din fiecare rază de soare.

Totuși, pentru a produce energie pe timp de noapte, este nevoie de adăugarea unei baterii la dispozitiv, care nu numai că adaugă masă, dar necesită un amestec de substanțe potențial costisitoare și chiar toxice.

Crearea unei surse vii de energie care transformă materialele din mediu, cum ar fi metanul, creează o celulă de energie mai ecologică, mai simplă, care nu va slăbi pe măsură ce apune Soarele. Pe de altă parte, astfel de celule vor înceta să producă energie atunci când nu vor avea cu ce se hrăni.

Algele ar putea fi o soluție, acționând ca o celulă solară și baterie vie pentru a furniza un curent fiabil fără a fi nevoie de completări nutritive. Deja explorate ca sursă de energie pentru operațiuni mai mari, algele ar putea furniza energie și pentru nenumărate dispozitive minuscule.

„Dispozitivul nostru fotosintetic nu se consumă ca o baterie, deoarece folosește în mod continuu lumina ca sursă de energie”, spune Howe.

Cum funcționează sistemul?

Acest sistem bio-fotovoltaic folosește vată de aluminiu pentru un anod, în primul rând pentru că este relativ ușor de reciclat și o problemă mai mică pentru mediu în comparație cu multe alte opțiuni. De asemenea, i-a oferit echipei o oportunitate de a investiga modul în care sistemele vii interacționează cu bateriile aluminiu-aer generatoare de energie.

Partea „bio” a celulei este o tulpină de cianobacterii de apă dulce numită Synechocystis, selectată pentru omniprezența sa și pentru faptul că a fost studiată atât de amplu.

În condiții perfecte de laborator, o versiune de dimensiunea unei baterii AA a celulei a reușit să producă puțin peste 4 microwați pe centimetru pătrat. Chiar și atunci când luminile erau stinse, algele au continuat să se folosească de rezervele de hrană pentru a genera un curent mai mic, dar apreciabil.

Chiar dacă nu pare mult, atunci când un dispozitiv nu are nevoie de prea multă energie pentru a funcționa, algele ar putea fi răspunsul.

Ce au descoperit cercetătorii?

Computerul alimentat de alge este un procesor programabil de 32 de biți cu set de instrucțiuni redus, folosit în mod obișnuit în microcontrolere; acestuia i-au fost date o serie de date pe care să le proceseze în sesiuni de 45 de minute, cu pauze de 15 minute între ele.

Lăsat în lumina ambientală a laboratorului, computerul alimentat de alge a executat aceeași sarcină timp de mai mult de 6 luni, demonstrând că bateriile simple pe bază de alge sunt mai mult decât capabile să alimenteze computere rudimentare.

„Am fost impresionați de cât de constant a funcționat sistemul pe o perioadă lungă de timp; ne-am gândit că s-ar putea opri după câteva săptămâni, dar a continuat să meargă”, spune biochimistul Paolo Bombelli.

Având în vedere ritmul cu care găsim noi modalități de a integra electronice în obiectele de zi cu zi, este clar că nu putem continua să producem baterii litiu-ion pentru a le alimenta pe toate.

Această cercetare a fost publicată în Energy & Environmental Science.

Vă recomandăm să citiți și:

Cum arată drona silențioasă cu propulsie ionică?

În curând am putea avea semnal Wi-Fi de la stâlpii de iluminat

Apă potabilă din apa mării, dintr-o simplă apăsare de buton

Enzima mâncătoare de plastic, dușmanul deșeurilor din gropile de gunoi