Egy évig működött folyamatosan a mikrocsip, amit egy algával működő fotovoltaikus panel táplált

2022 / 05 / 15 / Palotai Nándor
Egy évig működött folyamatosan a mikrocsip, amit egy algával működő fotovoltaikus panel táplált
A feltalálói szerint a kisméretű, algával működő áramforrás akár a jövő okoseszközeinek erőforrása is lehet.

Egy ceruzaelemhez hasonló méretű, algával működő fotovoltaikus áramforrást alkottak a Cambridge-i Egyetem kutatói, mely lényegében fotoszintézis útján termelt árammal látott el egy mikrocsipet – olvasható az egyetem oldalán. A kutatócsoport a kísérethez Synechocystis algafajtát használta. A fotoszintézis közben keletkező, gyenge elektromos áram az algába ültetett alumínium-elektródán keresztül működtet egy alacsony fogyasztású mikroprocesszort. A mikrocsip a projekten az egyetemmel együttműködő, szintén Cambridge városában székelő ARM vállalat Cortex M0+ processzora – melynek működéséhez már 0.3V is elegendő – számtalan kisebb okoseszközben megtalálható. Az algával szerelt energiaforrás általános, olcsó és nagyrészt újrahasznosítható anyagokból készült, ami egyúttal azt is jelenti, hogy megtérülő lehetne tömeggyártásba adni.

Az egy AA-s méretű ceruzaelemhez hasonló méretű eszköz 60x31x23mm-es, nagyobbrészt akrilból lett kialakítva, belső hasznos térfogata – ahol az alga helyet foglal – pedig 14,4 ml. A szerkezetet kétoldalt rozsdamentes acéllemez tartja egyben. A tartódoboz katódot tartalmazó oldalán az acéllemez vékony teflonfilmet és egy 2,5 cm2-es szénpapír/Pt katódot, a túloldalon pedig, az anód oldalán szintén teflonbevonatot, továbbá egy foglalatot is kapott az alumínium-anód rögzítéséhez. A kutatók a szenzorok adatait az ARM processzorához kötött Raspberry Pi-n keresztül nyerték ki, és az interneten keresztül, a ThingSpeak adatelemző szolgáltató platformját használva elemezték ki. A Raspberry Pi és a router nem az algapaneltől kapta az áramot.

Az algát nem szüksége külön táplálni, mivel mindezt megoldja saját maga fotoszintézis útján. Ezen felül – mint azt a kísérlet során megfigyelték – az eszköz akkor is termelt áramot, amikor hosszabb ideig sötétben maradt, a kutatók szerint azért, mert az alga metabolizmusa a sötétség ellenére sem áll le, és így az elektromosság termelése sem szakad meg. A kutatók az eredményeket az ARM processzorához kötött Raspberry Pi-n keresztül nyerték ki, és az interneten keresztül, a ThingSpeak adatelemző szolgáltató platformját használva elemezte ki. A Raspberry Pi és a router nem az algapaneltől kapta az áramot.

Az algával működő áramforrást először egy ellenőrzött laboratóriumban tesztelték 20-22°C hőmérséklet és melegebb árnyalatú fehér LED-fény mellett, majd később pedig hétköznapi körülmények között, egyszerűen csak az ablakba rakva. Ez utóbbi során azt figyelték meg, hogy a processzor az első 13 hétben folyamatosan ment, majd később, a 15. és 20. hét között 45 percenként negyedórára készenléti üzemmódra váltott. A tesztek során a rendszer egyetlen egyszer mondta fel a szolgálatot, ekkor a kutatók szándékosan hűtötték fagypont alá öt fokkal az eszközt, ekkor az akkora esést észlelt a feszültségben, hogy USB-n keresztül egy másik áramforrásra váltott.

„Teljesen lenyűgözött bennünket, hogy a rendszer milyen stabilan működött ilyen hosszú időn keresztül – azt hittük, néhány hét múlva leáll, de csak ment tovább”

– összegezte tapasztalatait Christopher Howe, a Cambridge-i Egyetem biokémiai tanszékének professzora.

A kutatók szerint az eszköz továbbfejlesztett verziói nagy segítséget fognak jelenthetnek majd az egyre szaporodó okoseszközök világában, ahol sok kisebb, kevesebb energiát igénylő kütyü áll kapcsolatban egymással. A kutatást végző tudósok szerint az IoT-eszközök száma 2035-re várhatóan ezermilliárd fölé fog nőni, amihez hatalmas számú hordozható energiaforrásra lesz szükség. A kutatók a kutatás eredményeit összegző tanulmányt az Energy & Environmental Science tudományos folyóiratban publikálták, a kutatást pedig az ARM, illetve a biotechnológiai fejlesztéseket kultiváló National Biofilms Innovation Centre támogatta.

(Fotó: Cambridge-i Egyetem)

Algával kevert folyékony fémből készült áramköröket tartalmazhatnak a jövő ruhái A frissen fejlesztett, újrahasznosítható anyagból már sikerrel nyomtattak nyomásérzékelőket, de egy kisebb áramkört is.


Ismerd meg a ROADSTER magazint!
AUTÓK - DESIGN - GASZTRO - KULT - UTAZÁS - TECH // Ha szereted a minőséget az életed minden területén, páratlan élmény lesz!
Gamernek keresel karácsonyi ajándékot? Mondjuk a tuti tippeket!
Ha nem szoktál játszani, akkor gamer barátodnak vagy családtagodnak karácsonyi ajándékot választani extra kihívást jelent, ezért az Acer segítségével mondunk öt tippet, amivel sikert arathatsz.
A Rolls-Royce bemutatta a miniatűr atomreaktor prototípusát, amivel a jövőben akár egy holdbázist is üzemeltethetnek
A 3x1 méteres Space-Micro Reactort a múlt héten megrendezett UK Space Conference-en mutatták be a nyilvánosságnak, és a tervek szerint nagyjából 2030-ra készülhet el a végleges változata.
Kína valódi
Kína valódi "láthatatlanná tévő köpönyeget" fejlesztett állítólag
Olyan, mint a Harry Potterben, már ha igaz. A láthatatlanná tévő technológia viszont ennek köszönhetően nagy pillanatokat él meg, mivel egy kanadai cég is hasonló terméket fejlesztett. Csak győzze az ember szétszálazni, hogy éppen ki és miért akar láthatatlan lenni!
HELLO, EZ ITT A
RAKÉTA
Kövess minket a Facebookon!
A jövő legizgalmasabb cikkeit találod nálunk!
Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.



This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.