Ученые сделали батарейку из сине-зеленых водорослей

Ученые из Кембриджского университета (Великобритания) использовали цианобактерии, или сине-зеленые водоросли, для непрерывного питания микропроцессора в течение года. Разработанная ими система использует только свет и воду и может стать надежным и возобновляемым источником для питания небольших устройств.

Фотоэлектрический элемент сравним по размеру с батареей размера АА, он содержит сине-зеленые водоросли Synechocystis, собирающие энергию Солнца посредством фотосинтеза. Это генерирует слабый электрический ток, который взаимодействует с алюминиевым электродом и используется для питания микропроцессора. Разработка представлена в журнале Energy & Environmental Science.

Система состоит из недорогих и пригодных для повторного использования материалов. Таким образом, ее можно легко воспроизвести для питания множества устройств в рамках концепции интернета вещей — сети передачи данных между физическими объектами, оснащенными встроенными средствами и технологиями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой. Каждое устройство интернета вещей потребляет лишь небольшое количество энергии, но в эту сеть входят миллиарды устройств — от умных часов до датчиков температуры. Ожидается, что к 2035 году эта цифра вырастет до одного триллиона устройств, которые потребуют огромного количества портативных источников энергии.

Питать их с помощью литий-ионных аккумуляторов будет нецелесообразно, да и невозможно, поскольку в таком случае понадобится в три раза больше лития, чем ежегодно производится в мире. Традиционные фотоэлектрические устройства изготавливаются с использованием опасных материалов, оказывающих неблагоприятное воздействие на окружающую среду и здоровье человека.

В эксперименте новое устройство применили для питания Arm Cortex M0+ — микропроцессора, широко используемого в устройствах интернета вещей. Он работал в домашних и полуоткрытых условиях при естественном освещении и связанных с ним колебаниях температуры на протяжении года.

Система не разряжается, так как использует свет в качестве источника энергии. Хотя для световой фазы фотосинтеза требуется свет, устройство продолжает вырабатывать энергию и в темное время суток, когда происходит вторая, темновая фаза фотосинтеза. По мнению исследователей, их система будет наиболее полезна в отсутствие сети питания или же в удаленных местах, где небольшое количество энергии может оказаться очень полезным.