Sistem alg se 'preoblikuje' v obnovljive biofotovoltaične celice

Britanski raziskovalci so eno leto uporabljali razširjeno modro-zeleno algo za napajanje mikroprocesorjev, pri čemer so uporabljali samo svetlobo in vodo. Sistem lahko napaja majhne naprave na zanesljiv in regenerativen način. Raziskava je bila nedavno objavljena v reviji Energy and Environmental Science.

Sistem je približno velikosti baterije AA in vsebuje nestrupeno algo, imenovano Synechocystis, ki naravno pridobiva energijo sonca s fotosintezo, pri čemer proizvaja majhne električne tokove, ki medsebojno delujejo z aluminijastimi elektrodami in se uporabljajo za napajanje mikroprocesorja, ki ga poganja.

Sistem je izdelan iz običajnih, poceni in večinoma recikliranih materialov. To pomeni, da ga je mogoče enostavno ponoviti na stotine tisočkrat za napajanje množice majhnih naprav kot dela interneta stvari. Raziskovalci pravijo, da je najbolj uporaben v situacijah zunaj omrežja ali na oddaljenih območjih, kjer bi lahko majhna količina električne energije prinesla velike koristi.

Soavtor prispevka, profesor Christopher Howe, Oddelek za biokemijo Univerze v Cambridgeu v Združenem kraljestvu, je dejal: "Naraščajoči internet stvari zahteva vedno več električne energije in menimo, da mora to izhajati iz sistemov, ki lahko proizvajajo energijo, ni nekaj takega, kot je shranjuje energijo tako enostavno kot baterija." In tej fotosintetični napravi ne zmanjka energije kot bateriji, ker nenehno uporablja svetlobo kot vir energije.

V poskusih je bilo potrjeno, da se naprava široko uporablja za napajanje mikroprocesorjev v napravah IoT. Internet stvari je veliko in rastoče omrežje elektronskih naprav, od katerih vsaka uporablja le majhno količino električne energije, zbira in deli podatke v realnem času prek interneta. Z uporabo nizkocenovnih računalniških čipov in brezžičnih omrežij je na milijarde naprav del tega omrežja, od pametnih ur do temperaturnih senzorjev v elektrarnah. Do leta 2035 naj bi to število naraslo na trilijon naprav, ki bodo zahtevale ogromne količine prenosne energije.

Raziskovalci tudi pojasnjujejo, zakaj lahko naprava deluje v domačem okolju ali na pol na prostem z naravno svetlobo in s tem povezanimi temperaturnimi nihanji. Alge ni treba hraniti, med fotosintezo proizvaja lastno hrano, in čeprav fotosinteza zahteva svetlobo, lahko naprava še naprej proizvaja električno energijo tudi v temnih okoljih, ker alge še naprej predelujejo nekaj hrane v odsotnosti svetlobe. še naprej ustvarja tok. Novinar Zhang Mengran

Kompleksnost oskrbe z energijo IoT dejansko daleč presega domišljijo ljudi. Številne obstoječe rešitve niso več uporabne: prvič, uporaba litij-ionskih baterij za napajanje trilijonov naprav interneta stvari se je štela za nepraktično, ker zahteva trikrat več litija, kot ga proizvede svet letno; drugič, tradicionalne fotovoltaične naprave Obstajajo tudi sporna vprašanja glede materialov izdelave; in poraba energije interneta stvari lahko zahteva zelo širok vhodni razpon, hkrati pa ohranja visoko učinkovitost brez pregrevanja sistema. V tem primeru so znanstveniki svojo pozornost usmerili na fotovoltaične celice alg, ki morda ne bodo nujno postale glavna rešitev, vendar zagotavljajo več možnosti za čim večjo učinkovitost pri dolgotrajni uporabi, hkrati pa zmanjšajo izgube.