Что мы знаем?
Ученые из Кембриджского университета создали компьютер из водорослей, работающий на фотосинтезе. Исследователи запечатали сине-зеленые водоросли в металлическом корпусе размером с батарейку, а затем оставили устройство под солнечными лучами на подоконнике. В течение года водоросли с помощью фотосинтеза генерировали электрический ток, который питал чип ARM Cortex-M0+.
Этот чип выполняет самые простые вычисления, во время которых потреляет всего 0,3 микроватта в час. Этой энергии не хватит для работы среднего ПК, который потребялет примерно 100 ватт час. Для работы такого ПК потребуется примерно 333 000 000 «батарей» из водорослей.
Зачем это нужно?
Ожидается, что к 2035 году количество устройств Интернета вещей достигнет одного триллиона и все они будут требовать огромного количества портативных источников энергии. Для питания триллионов устройств с помощью литий-ионных аккумуляторов потребуется в три раза больше лития, чем ежегодно производится в мире.
Батарейка из водорослей является доказательством того, что биофотоэлектрические энергетические системы могут добывать энергию. Создатели устройства надеются, что чипы на основе водорослей можно будет использовать в устройствах Интернета вещей. Они оказывают меньшее воздействие на окружающую среду и могут обеспечивать непрерывную электроэнергию. Это главное преимущество фотосинтетического устройства, которое не разряжается, как батарея, потому что постоянно использует свет в качестве источника энергии.
Система изготовлена из недорогих и пригодных для повторного использования материалов, что позволит легко воспроизвести сотни тысяч таких устройст для питания большого количества устройств.
«Растущий объем устройств Интернета вещей нуждается во все большем количестве энергии. Мы думаем, для этого необходимы системы, которые могут генерировать энергию, а не просто хранить ее, как батареи», — сказал профессор Кристофер Хоу.
Что дальше?
Процесс добавыния энергии таким способом чрезвычайно неэффективен по сравнению с более традиционными методами. Растения поглощают только 0,25% энергии солнечного света, в то время как солнечные панели дают 20%.
Но одно из главных преимуществ биофотоэлектрических энергетических систем в том, что они могут быть дешевыми в производстве и экологически чистыми. Исследователи предполагают, что в будущем, например, гигантские «кувшинки», которые плавают на воде, могут быть покрыты водорослями и работать также, как и морские ветряные электростанции.