Ученые создали генератор энергии из водорослей: может целый год питать электронику
Устройство размером с батарейку круглосуточно добывает электроэнергию в домашних условиях, хотя ее количества хватает лишь крошечным чипам.
Британские ученые из Кембриджского университета разработали генератор электричества на основе водорослей, способный питать микроэлектронику. Они рассказали о своем изобретении на официальном сайте.
Ученые собрали устройство размером с "пальчиковую" батарейку (АА), внутри которого разместили нетоксичные водоросли Synechocystis. Водяные растения собирают энергию солнца и в процессе фотосинтеза генерируют слабый электрический ток, который улавливает алюминиевый электрод. Электричество вырабатывается даже ночью, по мнению исследователей, потому что в темное время суток водоросли продолжают перерабатывать свою "пищу".
К генератору подключили микропроцессор Arm Cortex M0+, который используется в устройствах Интернета вещей. Компания Arm предоставила тестовый чип специально для тестирования нового устройства и настроила облачный интерфейс для сбора данных о процессах, происходящих во время эксперимента. Система отработала в полуоткрытой "домашней" естественной среде в течении шести месяцев, однако ученые утверждают, что генератор может успешно и самостоятельно питать процессор до одного года.
"Мы были впечатлены тем, насколько последовательно система работала в течение длительного периода времени. Мы думали, что она может остановиться через несколько недель, но она просто продолжала работать", — прокомментировал доктор Паоло Бомбелли с кафедры биохимии Кембриджского университета.
Ученые предлагают использовать новую технологию для Интернета вещей. По отдельности устройства потребляют мало электричества, но их количество постоянно растет, создавая обширную сеть для обмена данными в реальном времени. Сейчас сети IoT состоят из миллионов гаджетов, оснащенных крохотными чипами, — от умных часов до датчиков температуры. Согласно прогнозу, к 2035 году количество таких устройств может увеличиться до одного триллиона, а вместе с ним и потребность в источниках энергии.
"Мы думаем, что нужно использовать системы, которые могут генерировать энергию, а не просто хранить ее. Наше фотосинтетическое устройство не разряжается, как батарея, потому что постоянно использует свет в качестве источника энергии", — объяснил профессор Кристофер Хоу.
Авторы исследования отмечают, что обеспечить триллион IoT-устройств традиционными аккумуляторами не получится, ведь для этого потребуется в три раза больше лития, чем ежегодно добывается по всему миру, а существующие фотоэлектрические устройства изготавливаются с использованием опасных материалов, оказывающих неблагоприятное воздействие на окружающую среду. Однако новый генератор на основе водорослей изготовлен из дешевых материалов, пригодных для переработки и повторного использования, благодаря этому их можно производить сотнями тысяч.
Ранее ученые заставили бактерии превращать метан в электричество. Эффективность "живой" электростанции составила 31% — выше, чем у некоторых газовых ТЭС, при этом она не выделяет вредный газ в атмосферу, а удерживает его внутри стеклянных контейнеров.
Писали также, как физики научились заряжать аккумуляторы при помощи LED-ламп. Эксперименты показали, что их света достаточно для питания батарей и зарядки обычных гаджетов.