剑桥大学 | 藻类驱动的计算:科学家创造可靠和可再生的生物光伏电池
指南者留学 2022-11-25 16:12:24 阅读量:1272
<p>指南者留学全国统一咨询热线:<a href="tel:4001831832" style="color:#1677ff; text-decoration:none;">400-183-1832</a>,全国各地区、各分公司联系方式均为此号码。</p><p>该系统的大小与AA电池相当,包含一种名为聚囊藻(Synechocystis)的无毒藻类,可以通过光合作用自然地从太阳中获取能量。产生的微小电流与铝电极相互作用,为微处理器提供动力。</p> <p>&nbsp;</p> <p>该系统由普通的、廉价的、大部分可回收的材料制成。这意味着,作为物联网的一部分,它可以被轻松复制数十万次,为大量小型设备提供动力。研究人员说,它可能在离网情况或偏远地区最有用,在这些情况下,少量电力可能非常有益。</p> <p>&nbsp;</p> <p>剑桥大学生物化学系的克里斯托弗&middot;豪教授是这篇论文的联合资深作者,他说:&ldquo;不断发展的物联网需要越来越多的能量,我们认为这将必须来自能够产生能量的系统,而不是像电池那样简单地存储能量。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>他补充说:&ldquo;我们的光合作用装置不会像电池那样消耗能量,因为它一直在使用光作为能量来源。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>在实验中,该装置被用来驱动Arm Cortex M0+,这是一个广泛应用于物联网设备的微处理器。它在自然光线和相关温度波动的家庭环境和半室外条件下运行,连续发电6个月后,结果提交发表。</p> <p>&nbsp;</p> <p>这项研究今天发表在《能源与环境科学》杂志上。</p> <p>&nbsp;</p> <p>剑桥大学生物化学系的Paolo Bombelli博士是这篇论文的第一作者,他说:&ldquo;我们对这种系统在很长一段时间内的持续工作状态印象深刻&mdash;&mdash;我们以为它可能会在几周后停止,但它还是继续工作。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>藻类不需要喂食,因为它在光合作用时自己创造食物。尽管光合作用需要光,但该设备甚至可以在黑暗时期继续发电。研究人员认为,这是因为藻类在没有光的情况下处理一些食物,并继续产生电流。</p> <p>&nbsp;</p> <p>物联网是一个庞大且不断增长的电子设备网络&mdash;&mdash;每个设备只使用少量的电力&mdash;&mdash;通过互联网收集和共享实时数据。通过使用低成本的计算机芯片和无线网络,数十亿设备成为这个网络的一部分&mdash;&mdash;从智能手表到发电站的温度传感器。到2035年,这一数字预计将增长到一万亿,这需要大量的便携式能源。</p> <p>&nbsp;</p> <p>研究人员表示,用锂离子电池为数万亿的物联网设备供电是不切实际的:这将需要比全球每年生产的锂多三倍。传统的光伏设备是用有害的材料制造的,对环境有不良影响。</p> <p>&nbsp;</p> <p>这项工作是剑桥大学和Arm公司的合作,Arm是一家领先的微处理器设计公司。Arm Research开发了超高效的Arm Cortex M0+测试芯片,搭建了测试板,搭建了实验中出现的数据采集云接口。</p> <p>&nbsp;</p> <p>这项研究由国家生物膜创新中心资助。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注:本文由院校官方新闻直译,仅供参考,不代表指南者留学态度观点。</p> </blockquote>
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