Учени успяха да захранят микропроцесор само с водорасли в продължение на над 6 месеца
Инженери от Кеймбриджкия университет съумяват да зареждат микропроцесор в продължение на повече от 6 месеца само и единствено с електричество, генерирано от цианобактерията. Целта на този способ е да даде ток на най-разнообразни електронни устройства.
„ Интернет на нещата (IoT) се развива непрекъснато и се нуждае от все по-големи количества сила. Смятаме, че тя ще би трябвало да идва от системи, които могат да я генерират, а освен да я съхраняват (като батериите например) “, споделя биохимикът Кристофър Хау.
За разлика от онази част от интернета, която използваме за туитове и споделяния на клипове в TikTok, Интернет на нещата свързва обекти като перални машини, кафе машини, транспортни средства и отдалечени датчици за околната среда.
В някои случаи тези устройства работят тук-там, отдалечени от електрозахранващите мрежи. Често те се намират в толкоз недостъпни райони, че подмяната на техните акумулатори или ремонтирането на източника им на зареждане, е извънредно мъчно или съвсем невероятно.
За технологии, които се нуждаят от напълно малко електричество, решението е явно – те могат да употребяват сила от околната среда, да улавят придвижванията, въглерода, светлината или даже отпадъчната топлота и да ги употребяват, с цел да генерират ток.
Фотоволтаичните кафези (слънчевата енергия) са изключително известен вид, само че в случай че желаете ток и през нощта, ще би трябвало да добавите батерия към вашето устройство. Тя освен че усилва масата му, само че върви ръка за ръка със комбинация от евентуално скъпи и даже токсични вещества.
Създаването на „ жив “ енергиен източник, който преобразува материал в околната среда (например метан) в ток, дава една по-зелена и по-простичка опция, която няма да загуби успеваемостта си след залез Слънце. От друга страна обаче, този вид система ще престане да действа сега, в който „ храната “ ѝ се изчерпи.
Водораслите са самобитен междинен вид – те могат да действат и като слънчева клетка, и като жива батерия и надлежно – да доставят непрекъснато с електричество дадена технология, без да се нуждаят от доставяне с спомагателна „ храна “. Учени към този момент изследват концепцията дали водораслите не биха могли да се употребяват за зареждането на по-големи интервенции. Същевременно обаче те биха могли да подават сила и към безчет дребни устройства.
„ Нашето фонтосинтентично устройство не се изчерпва като батериите, защото употребява непрекъснато светлината като енергиен източник “, споделя Хау.
Фотоволтаичната система на откривателите употребява вълна от алуминий като анод, защото се рециклира елементарно и не съставлява чак подобен проблем за околната среда спрямо доста от останалите разновидности. Освен това разрешава на екипа да изследва по какъв начин живите системи си взаимодействат с алуминиево-въздушните акумулатори, генериращи сила.
„ Био “ частта на клетката пък е вариант от сладководна цианобактерия, наречена. Учените се стопират над нея, защото се среща навсякъде и е проучена обстойно.
В рамките на идеални лабораторни условия клетката (с размер на елементарна AA батерия) съумява да създаде малко над 4 микровата на квадратен сантиметър. Дори когато светлините са угасени, водораслото продължава да разгражда своите хранителни ресурси, с цел да генерира, малко, само че осезаемо количество ток.
На пръв взор това може и да не ви се коства изключително доста, само че когато едно устройство се нуждае от напълно дребни количества сила, то водораслите могат да дават идеалното решение.
Учените подават избрана сума за обработка към програмируем 32-битов процесор с РИСК архитектура, който се употребява постоянно при микроконтролерите, в продължение на 45 минути, след което го оставят да почива 15 минути. Той е оставен под амбиентната светлина в лабораторията. В тези условия микропроцесорът съумява да работи в продължение на повече от 6 месеца с помощта на електричество, подавано му само и единствено от основаните на водорасли акумулатори. Това значи, че този вид технология е изцяло задоволителна за зареждането на напълно обикновени компютри.
„ Бяхме впечатлени от това какъв брой консистентно работеше системата в границите на огромен интервал от време – мислехме си, че след няколко седмици просто ще спре, само че тя продължаваше да работи “, споделя биохимикът Паоло Бомбели.
С всеки минал ден ние откриваме най-различни нови способи, по които да вплитаме електрониките в предметите от нашето всекидневие. Очевидно е, че не можем да продължаваме да разчитаме, че литиево-йонните акумулатори ще зареждат всичко това. В този случай водораслите могат да се окажат като една чудесна и екосъобразна опция.
Изследването е оповестено в Energy & Environmental Science.
Източник: Science Alert
