Ca o întrebare care se pliază destul de bine circumstanțelor în care ne regăsim în momentele de față: în condițiile în care prețurile la energie electrică cresc din ce în ce mai mult și se așteaptă ca următoarea generație de plăci grafice să fie niște monștri care consumă foarte multă energie, care este soluția pentru PC-urile și laptop-urile viitorului? Vor dăuna nu doar planetei, ci și portofelului? Și ar putea fi soluția reprezentată de… alege?! Cu siguranță trebuie să învățăm cum să adoptăm, în viitor, surse regenerabile de energie care să susțină, măcar într-un oarecare procent, activitățile zilnice ale lumii în care trăim. Sustenabilitatea este vitală pentru viitor.

Iar asta au încercat să facă un grup de cercetători de la Howe Lab, Universitatea Cambridge, când și-au propus să alimenteze un computer timp de șase luni folosind o colonie de alge fotosintetice non-toxice, numite Synechocystis, cianobacterii (alge verzi) unicelulare de apă dulce, capabile atât de creștere fototrofică (prin fotosinteză, cu ajutorul luminii), cât și creștere heterotrofă, prin glicoliză și fosforilare oxidativă în lipsa luminii. Acestea au fost sigilate într-un mic recipient de mărimea unei baterii AA, făcut din aluminiu și plastic transparent, umplut cu apă, cianobacteriile au realizat fotosinteză care, ulterior, a fost transformată în energie utilizabilă prin redirecționarea electronilor cu ajutorul unor electrozi din aluminiu.

Evident, calculatorul în cauză nu era un model de ultimă generație și, de fapt, nici măcar un model mediocru. A fost un procesor ARM Cortex-M0+ care se găsește, în mod obișnuit, în dispozitivele ”Internet of Things” (IoT). Cu toate acestea, recipientul care conținea alge a fost capabil să furnizeze energie din februarie până în august 2021, în timp ce pur și simplu a fost lăsat pe pervazul unei ferestre, furnizând curent continuu între anodul și catodul său. Nu au existat întreruperi de curent în timpul celor șase luni de funcționare, iar cianobacteriile chiar au continuat să producă energie chiar și după încheierea perioadei experimentale. Mai mult decât atât, dispozitivul poate produce energie chiar și atunci când se află la întuneric.

Echipa de cercetători este de părere fie că energia provine de la cianobacteriile care produc electroni ce ulterior, prin redirecționare, creează un curent electric, fie creează condiții în care anodul de aluminiu din recipient este corodat într-o reacție chimică producătoare de electroni. Deși, evident, ar fi practic imposibil ca energia obținută să susțină dispozitive mult mai mari și care, implicit, consumă mult mai multă energie, rezultatele ar putea avea implicații semnificative pentru dispozitivele IoT de mică putere – până în 2035, se estimează că vor exista un trilion de dispozitive IoT, iar alimentarea acestora cu ajutorul bateriilor Li-Ion ar fi deosebit de nepractică și dăunătoare mediului.

De asemenea, rezultatele sunt semnificative în ceea ce privește ideea de implementare a tehnologiei bio-fotovoltaice cu anod de aluminiu pentru a alimenta dispozitive electronice de dimensiuni mici. Astfel, asistăm la apariția unor noi tehnologii și inovații, iar aceste idei ne ajută să ne îndepărtăm, măcar puțin, de sursele de energie tradiționale, nesustenabile, ajutându-ne să construim o infrastructură ecologică și sustenabilă, care să dureze și să nu aibă un impact atât de violent asupra mediului înconjurător. Am văzut deja inovații în domeniul energiei solare, eoliene, hidroelectrice – iar acum, cercetătorii au creat un sistem de captare a energiei bio-fotovoltaice folosind microorganisme fotosintetice

Cu toate acestea, „tehnologia” descoperită nu posedă puterea necesară pentru a alimenta optim un telefon, laptop sau calculator. Cel puțin, nu încă, dar cercetătorii sunt în căutare de soluții pentru a îmbunătăți eficiența, randamentul, puterea și pentru a face descoperiri care vor revoluționa și reactualiza sistemul energetic. Sistemul descoperit are potențialul totuși de a deveni o modalitate fiabilă și regenerabilă pentru alimentarea dispozitivelor mici. Chris Howe, co-autorul lucrării a afirmat că „dispozitivul nostru fotosintetic nu se epuizează așa cum o face o baterie obișnuită, deoarece folosește în mod continuu lumina drept sursă de energie (…) și credem că energia ar trebui să provină de la sisteme care o pot genera, nu doar să o stocheze”.

„Am fost impresionați de cât de constant a funcționat sistemul pentru o perioadă îndelungată de timp, deoarece am crezut că se va opri după câteva săptămâni”, a declarat Dr. Paolo Bombelli de la Departamentul de Biochimie al Universității Cambridge. În experimentul de față, algele nu aveau nevoie de supraveghere deoarece își creau propriile resurse prin procesul de fotosinteză. Mai mult decât atât, după cum am spus,  sistemul producea energie chiar și în perioadele de întuneric, iar cercetătorii cred că acest lucru se datora faptului că algele își procesau o parte din hrană pe timpul nopții, iar acest lucru continua să genereze curentul electric necesar alimentării procesorului.

Lucrarea de față a fost rezultatul unei colaborări între Universitatea Cambridge și Arm, o companie care conduce proiectarea microprocesoarelor. Arm Research a dezvoltat cipul de testare ARM Cortex M0+, a construit placa și a configurat interfața cloud de colectare a datelor înregistrate în cadrul experimentelor. Posibilitatea de a înlocui o bateriei Li-Ion cu alge este revoluționară pentru dispozitivele IoT, mai ales dacă ne gândim că până în anul 2025, conform DataProt, se preconizează că vor exista peste 152.000 de astfel de dispozitive care se vor conecta la internet în fiecare minut. Nu doar că exploatarea litiului ar scădea drastic, dar se va diminua semnificativ impactul negativ pe care fabricarea bateriilor îl are asupra planetei.

Dispozitiv de conversie a algelor in energie electrică
Recipientul in cauză, folosit la alimentarea procesorului ARM, de către grupul de cercetători de la Cambridge
Share.
Avatar of Lucian Constantin

Masterand in fizica teoretica si specializat in fizica-informatica. Pasionat de mic de tehnologie, cosmologie si tot ceea ce cuprinde necunoscutul si evolutia umanitatii.

Un comentariu

  1. Avatar of George

    Greta Thunberg ar fi mandra :)))))) Super interesant, desi putin posibil sa poata fi produsa cantitatea necesara de energie pentru a putea sustine necesitatile mondiale. La nivel individual, in orice caz, poate ar putea fi aplicata ideea… Ramane de vazut! Foarte interesant articolul!

Lasa un raspuns

Acest site folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.