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剑桥大学:用光合作用发电的藻类电池可驱动物联网设备一年以上

浏览量:943 | 时间:2022-05-31 03:18:38


  藻类根据种类的不同,可以生成氢,可以净化废水,可以去除大气中的CO2,还可以成为生物燃料的原料等,各种各样的方法都有发展清洁技术的可能性,因此备受关注。剑桥大学的研究人员注意到,这种藻类还具有发电的能力。

  的研究人员宣布,他们已经开发出一种使用藻类的能量收集系统。该设备大约有 AA 电池大小,包含在光合作用过程中产生电流的藻类,并已成功完成驱动物联网设备 CPU 一年多的演示实验。

  IoT设备由低价的计算机芯片和无线网络构成。其用途广泛,从智能手表到工厂温度传感器,剑桥大学表示,预计到2035年,全球将有1万亿物联网设备被使用。而且,假设每一个都用锂离子电池供电的话,所需的锂的生产量会增加到现在的3倍。

  研究人员将该系统安装在室内和半室外环境中,并测试其运行情况。结果确认,只要是IoT设备能够驱动的电力,就能够长期可靠地生成和供给。还发现,真金真钻手表,不仅在白天,而且在周围黑暗的夜晚也会产生一定的电力。显然,它会在白天产生一种物质,作为夜间的“食物”,当天黑时,它会消耗它来发电。

  这个系统一般是可用的、便宜的,并且是用可回收的零件制作的。从结构上看,它只是一个装满集胞藻和水的小容器,但这种藻类产生的电能可以通过铝电极提供给外界。与该研究合作的芯片制造商Arm作为合作者,提供了配备测试处理器“Arm Cortex M0+”的设备和用于数据收集的云接口,并进行了实验。

  一种被称为集胞藻的藻类,和其他植物一样通过光合作用从太阳获得自然能量,但这时会产生微弱的电流。复刻表因此,只要在水槽中放入电极,就可以取出电流作为电池使用。研究小组决定将这种功率用于物联网设备的处理器,即使功率非常微弱也可以驱动。

  另外,在《能源与环境科学》上发表的论文中,报告说系统持续运行了6个月。研究的第一作者保罗·邦贝里博士说:“在那之后过了一年,现在系统仍在持续运行。”

  集胞藻:Synechocystis sp。PCC6803是单细胞淡水蓝细菌的菌株。集胞藻。其基因组序列遗传背景清楚、结构简单,是基因工程研究的模式藻类。PCC6803既能在光照期间通过氧光合作用进行光养生长,又能在黑暗期间通过糖酵解和氧化磷酸化进行异养生长。通过光合作用可固定或吸收二氧化碳(CO2),生产出乙醇、氢、正丁醇、异丁醇和潜在的生物柴油等物质。基因表达受昼夜节律钟的调节,并且生物体可以有效地预测亮相和暗相之间的转变。

  这次的藻类环境发电系统,如果将来能够投入使用的话,也许可以期待环境负荷的大幅削减。研究人员预计在5年内可以用于商业用途。

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