Samstag, Mai 14, 2022
StartTECHNOLOGIEDer von einer Blaualgenkolonie angetriebene Computer lief sechs Monate lang

Der von einer Blaualgenkolonie angetriebene Computer lief sechs Monate lang

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Blaualgen, eine Art Cyanobakterien, die in einem Behälter auf einer Fensterbank platziert wurden, versorgten einen Computer sechs Monate lang ununterbrochen mit Photosynthese

Blaualgen, eingeschlossen in einem kleinen Behälter, versorgten sechs Monate lang einen Computer mit Strom. Ähnliche photosynthetische Stromgeneratoren könnten in den nächsten Jahren eine Reihe kleiner, kostengünstiger Geräte betreiben, ohne die seltenen und nicht nachhaltigen Materialien, die in Batterien verwendet werden.

Christopher Howe von der University of Cambridge und seine Kollegen bauten einen kleinen Behälter in der Größe einer AA-Batterie aus Aluminium und durchsichtigem Kunststoff. Im Inneren platzierten sie eine Kolonie einer Art von Cyanobakterien namens Synechozysten sp. PCC 6803 – allgemein bekannt als „Blaualgen“ – die bei Sonneneinstrahlung durch Photosynthese Sauerstoff produzieren.

Das Gerät wurde während einer Covid-19-Sperre im Jahr 2021 auf einer Fensterbank im Haus von Teammitglied Paolo Bombelli aufgestellt und blieb dort von Februar bis August. Es lieferte einen Gleichstrom durch seine Anode und Kathode, die einen Arm-Mikroprozessor betrieben.

Der Computer lief in 45-Minuten-Zyklen und berechnete Summen aufeinanderfolgender Ganzzahlen, um eine Rechenarbeitslast zu simulieren, die 0,3 Mikrowatt Leistung und 15 Minuten Standby-Zeit erforderte, was 0,24 Mikrowatt erforderte. Der Computer selbst maß die aktuelle Ausgabe des Geräts, und diese Daten wurden zur Analyse durch die Forscher in der Cloud gespeichert.

Während der sechs Monate des Experiments gab es keine Stromausfälle, und in den sechs Monaten nach Abschluss des Experiments produzierten die Cyanobakterien weiterhin Energie.

Howe sagt, dass es zwei mögliche Ideen für die Energiequelle gibt. Entweder produzieren die Cyanobakterien selbst Elektronen, die einen Strom erzeugen, oder sie schaffen Bedingungen, bei denen die Aluminiumanode im Behälter in einer chemischen Reaktion korrodiert wird, die Elektronen erzeugt. Da das Experiment ohne signifikanten Abbau der Anode durchgeführt wurde, glauben die Forscher, dass die Cyanobakterien den größten Teil des Stroms produzieren.

Der Ansatz könnte erweitert werden, sagt Howe, aber es bedarf weiterer Forschung, um zu wissen, in welchem ​​Umfang. „Das ist nicht ganz einfach“, sagt er. „Wenn Sie also einen auf das Dach stellen, wird Ihr Haus zu diesem Zeitpunkt noch keinen Strom erhalten. An dieser Front gibt es noch viel zu tun. Aber [it could work] in ländlichen Gebieten von Ländern mit mittlerem und niedrigem Einkommen, zum Beispiel in Anwendungen, bei denen eine kleine Menge Energie sehr nützlich sein könnte, wie etwa Umweltsensoren oder das Aufladen eines Mobiltelefons.

Cyanobakterien stellen während der Photosynthese ihre eigene Nahrung her, und das Gerät kann auch in Zeiten der Dunkelheit weiterhin Energie produzieren, was die Forscher für möglich halten, da die Cyanobakterien weiterhin überschüssige Nahrung verarbeiten.

Forscher haben mit der Herstellung einer ähnlichen Verpackung aus leeren Plastikflaschen experimentiert und glauben, dass wirksame Geräte zu einem sehr niedrigen Preis hergestellt werden könnten, wobei eine kommerzielle Anwendung innerhalb von fünf Jahren möglich wäre. Sie fanden auch Algenarten, die höhere Strömungen erzeugen.

Zeitschriftenreferenz: Energie- und UmweltwissenschaftenDOI: 10.1039 / D2EE00233G

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