מדענים הפעילו מחשב בסיסי עם אצות בלבד במשך יותר מ-6 חודשים

אורכו של התא המופעל על ידי אצות הוא בקושי 1 ס'מ. (פ. בומבלי)

בחזון מזעזע של עתיד מנותק מאור השמש, המכונה שולטת ב מַטרִיצָה סדרות סרטים פנו לגופים אנושיים ישנים כמקורות חשמל. אם היה להם אור שמש, אצות ללא ספק היו הבחירה הטובה יותר.

מהנדסים מאוניברסיטת קיימברידג' בבריטניה הפעילו מעבד מיקרו במשך יותר משישה חודשים תוך שימוש בלא יותר מאשר הזרם שנוצר על ידי מין נפוץ של ציאנובקטריה. השיטה נועדה לספק כוח לנחילים עצומים של מכשירים אלקטרוניים.

'האינטרנט של הדברים ההולך וגדל זקוק לכמות הולכת וגדלה של כוח, ואנחנו חושבים שזה יצטרך להגיע ממערכות שיכולות לייצר אנרגיה, במקום פשוט לאחסן אותה כמו סוללות', אומר כריסטופר האו, ביוכימאי ו(אנחנו מניחים) אדם לא מכני.

שלא כמו הצד של האינטרנט בו אנו משתמשים כדי לצייץ ולשתף קטעי TikTok, ה האינטרנט של הדברים מחבר חפצים פחות דעתניים כמו מכונות כביסה, קפה יצרנים, כלי רכב וחיישני סביבה מרוחקים.

במקרים מסוימים, מכשירים אלה פועלים רחוק מרשת חשמל. לעתים קרובות הם כל כך מרוחקים, או במקומות כל כך לא נוחים, שאין דרך קלה להכניס סוללה חדשה כשהן מתרוקנות, או לתקן את מקור הכוח שלהם אם היא תתקלקל או תישבר.

עבור טכנולוגיה שפועלת על רק הבהוב של זרם, הפתרון הוא פשוט לספוג אנרגיה מהסביבה, ללכודתנועות,פַּחמָן,אוֹר, או אפילובזבוז חוםומשתמשים בו כדי לדחוף מתח.

תאים פוטו-וולטאיים (אנרגיה סולארית) הם פתרון ברור בעולם של היום,בהתחשב בהתקדמות המהירהזה נעשה בשנים האחרונות בסחיטת כוח רב יותר מכל קרן שמש.

אם אתה רוצה כוח בלילה, עם זאת, תצטרך להוסיף סוללה למכשיר שלך, אשר לא רק מוסיפה מסה, אלא דורשת שילוב של חומרים שעלולים להיות יקרים ואפילו רעילים.

יצירת מקור כוח 'חי' הממיר חומר בסביבה,כגון מתאן, מייצר תא כוח ירוק יותר ופשוט יותר שלא ייחלש עם שקיעת השמש. מצד שני, ייגמר להם המיץ ברגע שאספקת המזון שלהם תיגמר.

אצות יכולות להיות הפתרון המספק אפשרות אמצע, הפועלת כתא סולארי וכסוללה חיה כדי לספק זרם אמין ללא צורך בתוספת חומרי הזנה.כבר נחקרכמקור אנרגיה לפעולות גדולות יותר, אצות יכולות לספק כוח גם לאינספור מכשירים זעירים.

'המכשיר הפוטוסינתטי שלנו לא מתקלקל כמו סוללה כי הוא משתמש באור כל הזמן כמקור האנרגיה,' אומר האו.

המערכת הביו-פוטו-וולטאית שלהם משתמשת בצמר אלומיניום לאנודה, בעיקר בגלל שהיא קלה יחסית למיחזור ופחות מהווה בעיה לסביבה בהשוואה לאפשרויות רבות אחרות. זה גם סיפק לצוות הזדמנות לחקור כיצד מערכות חיות מתקשרות עם סוללות אלומיניום-אוויר יוצרות חשמל.

החלק ה'ביו' של התא היה זן של ציאנובקטריה של מים מתוקים שנקרא Synechocystis , שנבחר בשל נוכחותו בכל מקום והעובדה שהוא נחקר באופן כה נרחב.

בתנאי מעבדה מושלמים, גרסת התא בגודל סוללת AA הצליחה להפיק קצת יותר מארבעה מיקרווואט לסנטימטר רבוע. אפילו כשהאורות כבו, האצות המשיכו לפרק מאגרי מזון כדי ליצור זרם קטן יותר אך עדיין ניכר.

זה אולי לא נשמע כמו הרבה, אבל כאשר אתה צריך רק מעט כוח כדי לפעול, כוח אצות יכול להיות רק הכרטיס.

מעבד 32 סיביות שניתן לתכנות עם ערכת הוראות מופחתת הנפוץ במיקרו-בקרים קיבל קבוצה של סכומים ללעוס במשך 45 דקות הפעלה, ולאחר מכן מנוחה של 15 דקות.

כשהוא נותר לאור הסביבה של המעבדה, המעבד עבר את אותה משימה במשך יותר משישה חודשים, והוכיח שסוללות פשוטות מבוססות אצות מסוגלות להפעיל מחשבים ראשוניים.

'התרשמנו מהאופן שבו המערכת עבדה בעקביות לאורך תקופה ארוכה - חשבנו שהיא עשויה להפסיק אחרי כמה שבועות, אבל היא פשוט המשיכה לפעול', אומר הביוכימאי פאולו בומבלי.

בהתחשב בקצב שבו אנו מוצאים דרכים חדשות לבנות מוצרי אלקטרוניקה לתוך פריטים יומיומיים, ברור שאיננו יכולים להמשיך ולהוציא סוללות ליתיום-יון כדי להפעיל את כולם.

ולמען האמת, השימוש בגוף אנושי ישן כדי להפעיל נחילי עצומים של מחשבים הוא פשוט מוגזם. נכון, מכונות?

מחקר זה פורסם ב מדעי האנרגיה והסביבה .

אודותינו

פרסום עובדות עצמאיות ומוכחות של דיווחים על בריאות, מרחב, טבע, טכנולוגיה וסביבה.