La “batería de cianobacterias” que proporciona suministro eléctrico ininterrumpido durante más de seis meses solo necesita luz solar y agua
Desde febrero de 2021 hasta agosto de 2021, se colocó un dispositivo informático cerca de la ventana de la casa de Paolo Bombelli, bioquímico de la Universidad de Cambridge, pero a diferencia de una computadora común, el impulso de este dispositivo no era la electricidad entregada por la red eléctrica. , pero es una batería hecha de algas.
Esta celda biofotovoltaica en particular tiene una carcasa de plástico y acero, del tamaño de una batería AA, y un ánodo de aluminio. La encargada de generar electricidad es un alga denominada “Synechocystis sp. PCC 6803” de la cáscara, una cianobacteria perteneciente al género Synechocystis.
▲ Imagen de: ScienceDirect
La característica de esta cianobacteria es que puede depender de la fotosíntesis para producir durante el período de luz, y cuando hay luz, producirá un exceso de nutrientes, y cuando el ambiente se oscurezca, seguirá manteniendo su propio funcionamiento a través de estos excesos de nutrientes. .
La "batería de cianobacterias" está conectada al microprocesador Arm Cortex-M0+. El área de silicio extremadamente pequeña, el bajo consumo de energía y la mínima huella de código permiten a los desarrolladores lograr un rendimiento de 32 bits al precio de 8. El procesador en sí es bastante eficiente energéticamente.
▲ Imagen de: Engadget
El procesador, que fue programado para verificar su propio trabajo después de una serie de cálculos, usó el dispositivo de cianobacterias como su única fuente de energía durante meses. El procesador funciona durante 45 minutos calculando sumas enteras consecutivas para simular una carga de trabajo informática, lo que requiere 0,3 microvatios de potencia; los siguientes 15 minutos de tiempo de espera requieren 0,24 microvatios de potencia.
En cuanto a por qué la "batería de cianobacterias" produce corriente eléctrica, el equipo de investigación que incluye a Paolo Bombelli tiene dos hipótesis. Una es el "modelo electroquímico", en el que los microorganismos crean las condiciones adecuadas para la anodización del aluminio o liberan electrones, y luego generan electricidad; la otra Uno es el "modelo bioelectroquímico", en el que las propias cianobacterias generan electrones, y los electrones se transfieren al ánodo de aluminio a través de la membrana bacteriana, generando así una corriente eléctrica.
▲ Imagen de: Paolo Bombelli
Dado que los investigadores encontraron que el ánodo de aluminio no cambió significativamente en el experimento, se cree que el "modelo bioelectroquímico" es más probable. Es decir, la corriente la producen las propias cianobacterias.
Aunque el procesador no requirió mucha energía, la "batería de cianobacterias" también lo mantuvo sin pérdida de energía durante los seis meses del experimento, y cuando se desconectó el microprocesador después del experimento, las cianobacterias también continuaron generando electricidad.
▲Chris Howe (izquierda) y Paolo Bombelli (derecha) del equipo de investigación, imagen de: Universidad de Cambridge
El microprocesador Arm Cortex M0+ tiene un amplio abanico de aplicaciones, que van desde procesadores en IoT, inteligencia artificial o aprendizaje automático, hasta sensores en wearables…
Por supuesto, las "baterías de cianobacterias" no pueden proporcionar mucha energía, pero tienen un "lugar útil" en escenarios que solo requieren una pequeña cantidad de energía, como sensores o cargar teléfonos móviles. Para las personas en áreas rurales o países de bajos ingresos, esta podría ser otra fuente de electricidad.
▲ Imagen de: "Energía y Ciencias Ambientales"
Más importante aún, la estructura simple y las características ambientalmente sostenibles de esta batería de base biológica brindan una nueva dirección para el desarrollo de la electricidad, sin la necesidad de recursos como elementos de tierras raras y litio que enfrentan escasez en la mayoría de los equipos de suministro de energía en la actualidad, como siempre como la luz del sol Y el agua, genera electricidad continuamente en la fuente de energía.
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