藻类驱动的计算科学家创造可靠和可再生的生物光伏电池

　　图片来源：PaoloBombelli
　　研究人员已经使用一种广泛的蓝绿藻来连续一年地为微处理器供电并且还在继续除了环境光和水之外，什么都不用。他们的系统有可能成为为小型设备供电的可靠和可再生方式。
　　该系统的大小与AA电池相当，含有一种称为Synechocystis的无毒藻类，通过光合作用从太阳自然收集能量。由此产生的微小电流随后与铝电极相互作用，并用于为微处理器供电。
　　该系统由普通，廉价且基本上可回收的材料制成。这意味着它可以很容易地复制数十万次，作为物联网的一部分，为大量小型设备供电。研究人员表示，它可能在离网情况或偏远地区最有用，在这些地方，少量的电力可能非常有益。
　　不断增长的物联网需要越来越多的电力，我们认为这必须来自可以产生能量的系统，而不是简单地像电池一样存储它，剑桥大学生物化学系的ChristopherHowe教授说，他是该论文的联合资深作者。
　　他补充说：我们的光合作用设备不会像电池那样运行，因为它不断使用光作为能量来源。
　　在实验中，该设备用于为ArmCortexM0供电，这是一种广泛用于物联网设备的微处理器。它在自然光和相关温度波动下的家庭环境和半户外条件下运行，经过六个月的连续发电，结果被提交发布。
　　该研究今天发表在《能源与环境科学》杂志上。
　　我们对该系统在很长一段时间内的一致性印象深刻我们认为它可能会在几周后停止，但它只是继续前进，剑桥大学生物化学系的PaoloBombelli博士说，他是该论文的第一作者。
　　藻类不需要进食，因为它在光合作用时会产生自己的食物。尽管光合作用需要光，但该设备甚至可以在黑暗时期继续产生功率。研究人员认为这是因为藻类在没有光的情况下处理一些食物，这继续产生电流。
　　物联网是一个庞大且不断增长的电子设备网络每个设备仅使用少量电力通过互联网收集和共享实时数据。使用低成本的计算机芯片和无线网络，数十亿台设备是该网络的一部分从智能手表到发电站的温度传感器。预计到2035年，这一数字将增长到一万亿台设备，需要大量的便携式能源。
　　研究人员表示，使用锂离子电池为数万亿台物联网设备供电是不切实际的：它需要的锂是全球每年生产的三倍。传统的光伏设备是使用对环境产生不利影响的危险材料制成的。
　　这项工作是剑桥大学与Arm之间的合作，Arm是一家领导微处理器设计的公司。ArmResearch开发了超高效的ArmCortexM0测试芯片，构建了电路板，并设置了实验中呈现的数据收集云接口。
　　该研究由美国国家生物膜创新中心资助。
　　参考：Bombelli，P。等人：通过光合作用为微处理器供电。能源与环境科学，2022年5月。DOI：10。1039D2EE00233G