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.
G/O Media може отримати комісію
Заощадити 70 доларів
Apple AirPods Макс
Відчуйте звук нового рівня
Просторовий звук із динамічним відстеженням голови забезпечує звук, схожий на театр, який вас оточує
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.
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.