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剑桥大学——利用蓝藻的光合作用成功驱动电脑半年之久

剑桥大学——利用蓝藻的光合作用成功驱动电脑半年之久 邃瞳科学云
2022-05-15
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导读:本文开发了一种基于蓝藻发电的小型发电机。仅仅通过蓝藻的光合作用就能为微处理器(一种用计算机计算和控制的芯片)供电半年以上。


正文共:1202字  预计阅读时间:4分钟


近年来,“智能家电”等个人物品的电子化管理已成为可能(就是常说的IOT时代,记得名侦探柯南中有一期剧场版讲的就是IOT的,跑题了(●'◡'●))。
但它们都是用电力驱动的,所以需要更多的电源插头和电池。

为了满足日益增长的电力需求,英国剑桥大学生物化学系的C. J. Howev等开发了一种基于蓝藻发电的小型发电机。
仅仅通过蓝藻的光合作用就能为微处理器(一种用计算机计算和控制的芯片)供电半年以上。

该研究的成果发表在2022 年 5 月 12 日的科学期刊《Energy & Environmental Science》上(Figure 1)。
Figure 1 论文Abstract用图

为“万物互联的世界”做准备:

近年来,“物联网(IoT) ”(Figure 2)技术备受关注。
Figure 2. 万物互联概念图

这是利用个人电脑和智能手机,可以通过互联网连接各种“事物”,并相互反馈传递信息。
如果引入物联网技术,空调、取暖器、加湿器和温度/室温表可以通过互联网相互连接,并根据用户的日常节奏和季节自动调节。
您还可以收集和分析电费等数据,并将其呈现给用户。
此外,宠物喂食器、水族箱、花盆等也可通过互联网连接,以电子方式收集信息并远程管理。
这些物联网正在不断地被引入我们的生活。

然而,也存在挑战。
为了让我们周围的许多“事物”通过互联网连接起来,需要一个控制它们的微处理器和一个用于收集信息的传感器。
最重要的是,这对电力供应的需求将会增加。管理家中的电源插头,或者定期更换电池,都很麻烦。
那么,有没有可以应对物联网技术普及时的“新电源”思路呢?
研究小组发现使用藻类的小型发电机貌似很有效果。

捕获蓝绿藻的小型发电机:



开发的小型设备大约只有一节5号电池大小(Figure 3)。
该装置包含一种蓝藻和铝电极。
只需将其安装在窗户附近,蓝绿藻就会进行光合作用并产生电流。
Figure 3. 放在窗口的蓝藻光合作用发电装置

研究小组说:“这种光合作用装置使用光作为能源,因此它不会像电池一样耗电。”
然而,仅凭这一点,传统的太阳能电池板似乎更方便。
但是,似乎也有“蓝藻发生器”特有的优点。
例如,该团队声称“这种蓝绿藻可以在光合作用的同时产生所需的营养物质。”
也就是,即使设备没有暴露在阳光下,它也可以通过消耗多余的营养物质来继续产生电流。
您也可以放心,它不是由像传统太阳能电池板那样对环境有害的材料制成的(LCA的观点是相当优秀的技术)。
然而,最令人担忧的是蓝藻发电机的性能和可持续性。
在这方面,实验中,成功地为物联网技术的微处理器持续供电半年多。
虽然它产生的电力较少,但它可以取代传统电池用于物联网通信和控制。
在这一点上,还有很多不明确的地方和改进之处,但它有潜力满足未来的需求。
或许,一个“以生物为电池”的新时代正在来临
详细请参考论文,链接:
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/EE/D2EE00233G  


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