Комп’ютер на основі колонії синьо-зелених водоростей протягом 6 місяців


Металевий та пластиковий контейнер, повний зеленої рідини

Є «зелена енергія», а потім є справді ЗЕЛЕНИЙ енергія, точніше, синьо-зелена енергія. Барвиста колонія фотосинтетичних ціанобактерій, відомих як синьо-зелені водорості, успішно живила комп’ютерний мікропроцесор понад шість місяців, опубліковане дослідження Четвер в журналі Energy & Environmental Science.

Маленька альтернатива батареї на біологічній основі може служити способом живлення малої електроніки без рідкоземельних елементів і літію, матеріалів в дефіциті і під зростаючим попитом, за словами дослідників. Крім того, система також може допомогти подолати розрив в електроенергії, забезпечуючи іншим джерелом живлення людей у ​​сільській місцевості або країнах з низьким рівнем доходу, сказав старший автор. Кріс Хоубіохімік Кембриджського університету, в заява для преси.

Під час карантину через пандемію комп’ютерну систему водоростей помістили у вікно іншого біохіміка Кембриджа., Паоло Бомбеллі, дім. Він там стояв з лютого по серпень 2021 року і весь час працював, за словами звітування від Новий вчений. У шість наступні додаткові місяці чиновник тестування, сказали вчені пристрій із водоростями та комп’ютер продовжував бігати.

Хоча мікропроцесор з тих пір був відключений, пристрій ціанобактерій продовжує виробляти струм. «Він все ще працює, і я сподіваюся, що він працюватиме дуже довго. Дано правильні умови освітлення, температури та води, я не можу передбачити, коли це припиниться», – сказав Бомбеллі в електронному листі до Gizmodo. На що Gizmodo каже: так, мікроби!

Ціанобактерії збирають енергію від сонячного світла і перетворюють її на їжу. Для цього дослідження дослідники включили мікроорганізми, що забезпечують енергію (зокрема, Синехоцист sp.) у пластиковий та сталевий корпус, розміром приблизно з батарейку АА, разом з алюмінієвим анодом.

Протягом усього експерименту підключений мікропроцесор був запрограмований виконувати купу обчислень, а потім перевіряти власну роботу. Він робив це з кроком в 45 хвилин, а потім 15 хвилин в режимі очікування, безперервно протягом місяців з блоком ціанобактерій як єдиним джерелом живлення.

дві людини в лабораторії

Дослідники запропонували дві гіпотези щодо того, як їхня система створювала струм. У так званій «електрохімічній» моделі мікроби просто створили правильні умови для окислення алюмінієвого анода або вивільнення електронів, які потім створюють електричний вихід. У «біо-електрохімічній» моделі ціанобактерії самі генерували електрони, які переносилися через бактеріальні мембрани на алюмінієвий анод, створюючи струм. Оскільки алюмінієвий анод, здавалося, не сильно деградував з часом, вчені вважають, що останнє пояснення більш вірогідне, ніж перше.

Незважаючи на те, що водорості живляться від джерела світла, біосистема продовжувала виробляти достатньо енергії для роботи мікропроцесора в темряві. Вчені в основному віднесли це явище до залишків їжі. Коли було світло, ціанобактерії готували надлишок їжі, а коли стемніло, мікроорганізми продовжували жувати надлишок.

Комп’ютер, мікропроцесор під назвою Arm Cortex-M0+, споживав в середньому 1,05 мікроват і електричний струм 1,4 мікроампер з напругою 0,72 В від ціано-куба протягом експерименту. Для порівняння, стандартна батарея АА починає свій термін служби з 1,5 В, яка зменшується з використанням.

Хоча результати експерименту є багатообіцяючими, важливо мати на увазі, що тестований процесор комп’ютера споживає дуже мало енергії — для роботи йому потрібно лише 0,3 мікроват. Для контексту, навіть енергоефективна світлодіодна лампочка використовує приблизно 10 Вт. Потрібні додаткові дослідження, щоб точно знати, наскільки крихітний пристрій розміру з батарейкою АА може збільшитися, Хоу сказав Новий вчений. «Встановлення його на даху не забезпечить електропостачання вашого будинку на даному етапі».

Оновлення 13.05.2022, 17:08 за східним часом: Ця публікація була оновлена ​​додатковим коментарем біохіміка та дослідника Паоло Бомбеллі.

.



Source link

Залишити коментар

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься.