Можно ли запустить компьютер, используя только свет и воду? Исследователи из Кембриджского университета и британской компании ARM уже более года могут с помощью водорослей снабжать микрочип достаточным количеством электроэнергии исключительно таким способом.
Их биологический элемент питания использует Synechocystis, цианобактерию, которая живет в воде, питается исключительно светом за счет фотосинтеза и производит только нетоксичные выделения. Для этого ей достаточно жидкости объемом с обычную батарейку типа AA.
Этот процесс создает для питания чипа с алюминиевым электродом низкое электрическое напряжение. Прототип изготовлен из дешевых, легкодоступных и перерабатываемых материалов. Поэтому массовое производство таких небольших "электростанций" не проблема.
В данном эксперименте использован ARM Cortex M0+, чрезвычайно экономичный 32-битный процессор. Он предназначен прежде всего для встраиваемых систем: например, блоков управления лифтами, промышленных процессов, "умных" приборов для дома и простых смарт-часов.
Система зависела от естественного освещения и подвергалась воздействию нормальных колебаний температуры. С помощью фотосинтеза водоросли производили за день достаточно пищи, чтобы перерабатывать ее всю ночь. Поэтому они вырабатывали электроэнергию и в темное время суток, что позволило маленькому компьютеру непрерывно передавать данные измерений в облако.
В ближайшее время на "энергии водорослей" вряд ли будут работать игровые компьютеры. Скорее всего, биоэнергетические элементы могут найти применение в сфере "интернета вещей" и стать альтернативой перезаряжаемым литий-ионным батарейкам для датчиков и других устройств, которым требуется очень мало энергии.
Эксперимент быстро превзошел ожидания ученых. "Мы были поражены тем, насколько стабильно работала система в течение долгого времени, - поясняет Паоло Бомбелли, один из авторов работы, опубликованной в Energy & Environmental Science. - Мы думали, что он перестанет работать через несколько недель, но он просто продолжал работать".
