"Батарея" из водорослей питала небольшой компьютер энергией в течение целого года

Окружающего света и воды было достаточно, чтобы система автономно вырабатывала энергию в течение года.

Окружающего света и воды было достаточно, чтобы система автономно вырабатывала энергию в течение года.
Фото Paolo Bombelli.

Электронных устройств в мире с каждым днём становится больше. Учёным приходится применять творческий подход к поиску новых безопасных источников энергии, чтобы удовлетворить растущий спрос на энергоносители.

Исследователи из Кембриджа продемонстрировали, как система для сбора энергии водорослей может питать микропроцессор в течение целого года без какого-либо вмешательства со стороны человека.

Напомним, что водоросли широко используются в "зелёных" технологиях будущего. Помимо того, что это перспективный источник водорода, также водоросли могут использоваться для очистки сточных вод, удаления углекислого газа из атмосферы, создания биотоплива и выработки электроэнергии посредством фотосинтеза.

И именно на последнем пункте этого списка сосредоточились учёные из Кембриджа.

Водоросли — это эффективный природный солнечный элемент, преобразующий солнечный свет в химическую энергию, а воду и углекислый газ — в органические молекулы.

В ходе этого процесса образуются электроны, которые можно собирать и использовать для питания электронных устройств.

Созданная учёными система, размером примерно с батарею типа АА (пальчиковую), содержит одноклеточные водоросли рода Synechocystis, которые естественным образом собирают энергию солнца для фотосинтеза.

Слабый электрический ток, который генерируется в ходе фотосинтеза, взаимодействует с алюминиевым электродом и используется для питания микропроцессора Arm Cortex M0+, для которого характерно низкое энергопотребление. Он обычно используется в устройствах Интернета вещей (IoT).

Исследователи оставили систему работающей в "домашних" и в "полуоткрытых" условиях (как если бы она работала у кого-то на крыльце). В результате батарейка на водорослях надёжно производила электричество для микропроцессора в течение длительного времени.

В исследовании описываются только первые шесть месяцев работы устройства, но авторы сообщают, что оно продолжало работать в течение целого года без "присмотра" учёных.

Водоросли не нуждаются в питании, потому что они сами создают себе пищу в процессе фотосинтеза. Отчасти поэтому система не требует никаких дополнительных манипуляций в ходе её использования.

Команда отмечает, что устройство могло некоторое время продолжать производить электричество даже в темноте. Это говорит о том, что водоросли могут делать запас питательных веществ, чтобы "обрабатывать" их позднее.

Конечно, эта система производит не очень много энергии. Но достаточно, чтобы питать устройства Интернета вещей, количество которых неуклонно растёт.

Авторы этой системы указывают на то, что питать триллионы устройств Интернета вещей с помощью литий-ионных аккумуляторов попросту нецелесообразно: для этого потребуется в три раза больше лития, чем ежегодно производится в мире.

В то же время традиционные фотоэлектрические устройства ("солнечные батареи") изготавливаются с использованием опасных материалов, работа с которыми наносит вред окружающей среде и людям.

Экспериментальная система изготовлена из обычных недорогих материалов, большая часть которых пригодна для повторного использования.

Это означает, что её можно легко начать производить для широкого потребления. Исследователи отмечают, что такие устройства будут наиболее востребованы в отдалённых от электросетей местах.

Исследование было опубликовано в научном журнале Energy & Environmental Science.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".

Подписывайтесь на наши страницы в соцсетях. "Смотрим"Telegram и Яндекс.Дзен, Вести.Ru – Одноклассники, ВКонтакте, Яндекс.Дзен и Telegram.