Shkencëtarët kanë fuqizuar një kompjuter vetëm me energjinë e algave për më shumë se 6 muaj

Inxhinierët nga Universiteti i Kembrixhit në Mbretërinë e Bashkuar kanë drejtuar një mikroprocesor për më shumë se gjashtë muaj duke përdorur asgjë më shumë se rryma e krijuar nga një specie e zakonshme cianobakteresh. Metoda synon të sigurojë energji për një mori të madhe pajisjesh elektronike.

“Interneti i Gjërave në rritje ka nevojë për një sasi në rritje të energjisë dhe ne mendojmë se kjo duhet të vijë nga sisteme që mund të gjenerojnë energji, në vend që ta ruajnë atë thjesht si bateri,” thotë Christopher Howe, një biokimist dhe (supozojmë) jo- njeri mekanik.

Ndryshe nga ana e internetit që përdorim për të cicëruar dhe ndarë klipet e TikTok, Interneti i Gjërave lidh objekte më pak të opinionit, si lavatriçet, aparatet e kafesë, automjetet dhe sensorët mjedisorë në distancë.

Në disa raste, këto pajisje funksionojnë larg një rrjeti elektrik. Shpesh ato janë aq të largëta ose në vende kaq të papërshtatshme, saqë nuk ka asnjë mënyrë të lehtë për të futur një bateri të re kur ato mbarojnë, ose për të rregulluar burimin e tyre të energjisë nëse degradohet ose prishet.

Për teknologjinë që funksionon me një dridhje të thjeshtë të rrymës, zgjidhja është thjesht thithja e energjisë nga mjedisi, kapja e lëvizjeve, karboni, drita apo edhe shpërdorimi i nxehtësisë dhe përdorimi i saj për të shtyrë një tension.

Qelizat fotovoltaike (energjia diellore) janë një zgjidhje e qartë në botën e sotme, duke pasur parasysh përparimin e shpejtë që është bërë vitet e fundit në shtrydhjen e më shumë fuqisë nga çdo rreze dielli.

Megjithatë, nëse dëshironi energji gjatë natës, do t’ju duhet të shtoni një bateri në pajisjen tuaj, e cila jo vetëm shton masën, por kërkon një përzierje të substancave potencialisht të kushtueshme dhe madje toksike.

Krijimi i një burimi energjie ‘të gjallë’ që konverton materialin në mjedis, si metani, krijon një qelizë energjie më të gjelbër dhe më të thjeshtë që nuk do të dobësohet me perëndimin e Diellit. Nga ana tjetër, do t’u mbarojë lëngu në momentin që u mbaron furnizimi me ushqim.

Algat mund të jenë zgjidhja që ofron një opsion të mesëm, duke vepruar si një qelizë diellore dhe bateri e gjallë për të siguruar një rrymë të besueshme pa pasur nevojë për mbushje të lëndëve ushqyese. Tashmë duke u eksploruar si një burim energjie për operacione më të mëdha, algat mund të ofrojnë energji edhe për pajisje të panumërta të vogla.

“Pajisja jonë fotosintetike nuk harxhohet ashtu si bateria, sepse vazhdimisht përdor dritën si burim energjie,” thotë Howe.

Sistemi i tyre bio-fotovoltaik përdor lesh alumini për një anodë, kryesisht sepse është relativisht i lehtë për t’u ricikluar dhe më pak problem për mjedisin në krahasim me shumë opsione të tjera. Ai gjithashtu i dha ekipit një mundësi për të hetuar se si sistemet e gjalla ndërveprojnë me bateritë alumini-ajër që gjenerojnë energji.

Pjesa ‘bio’ e qelizës ishte një lloj cianobakteri i ujërave të ëmbla të quajtur Synechocystis, i zgjedhur për shkak të kudondodhjes së tij dhe faktit që është studiuar kaq gjerësisht.

Në kushte të përsosura laboratorike, një version i qelizës me madhësi të një baterie AA arriti të prodhojë pak më shumë se katër mikrovat për centimetër katror. Edhe kur dritat ishin fikur, algat vazhduan të shpërbënin rezervat e ushqimit për të gjeneruar një rrymë më të vogël, por ende të ndjeshme.

Kjo mund të mos tingëllojë si shumë, por kur ju nevojitet vetëm pak energji për të funksionuar, fuqia e algave mund të jetë vetëm bileta.

Një procesori i programueshëm 32-bit me grup instruksionesh të reduktuara, i përdorur zakonisht në mikrokontrollues, iu dha një grup shumash për të përtypur për një seancë 45 minutash, e ndjekur nga një pushim 15 minutash.

I lënë në dritën e ambientit të laboratorit, procesori kaloi në të njëjtën detyrë për më shumë se gjashtë muaj, duke demonstruar se bateritë e thjeshta të bazuara në alga janë më se të afta për të drejtuar kompjuterë rudimentar.

“Ne ishim të impresionuar nga mënyra se si funksionoi vazhdimisht sistemi për një periudhë të gjatë kohore – menduam se mund të ndalonte pas disa javësh, por ai thjesht vazhdoi,” thotë biokimisti Paolo Bombelli.

Duke pasur parasysh shpejtësinë me të cilën po gjejmë mënyra të reja për të ndërtuar pajisje elektronike në artikujt e përditshëm, është e qartë se nuk mund të vazhdojmë të prodhojmë bateri litium-jon për t’i fuqizuar të gjitha.