La celda de energía alimentada por algas puede mantener un microprocesador funcionando las 24 horas del día en cualquier lugar con luz solar

La computación verde está adquiriendo un significado completamente nuevo: los investigadores de la Universidad de Cambridge han desarrollado una celda de energía llena de algas que ha alimentado con éxito un microprocesador durante un año, y todavía funciona.

La célula alimentada por algas. Créditos de la imagen Paolo Bombelli.

sinecocistis es una especie muy extendida de algas verdiazules fotosintéticas. Al captar la energía del sol, estas algas generan una corriente eléctrica muy pequeña. La celda, después de haber sido llenada hasta el borde con sinecocistisutiliza un electrodo de aluminio para aprovechar estas corrientes generadas biológicamente y alimentar un microprocesador, la parte de una computadora que realiza la computación.

El sistema está destinado a demostrar que es posible operar pequeños dispositivos electrónicos de manera limpia y sostenible utilizando solo agua, luz ambiental y materiales comunes y económicos. ¡También es casi totalmente reciclable, para empezar!

Juegos sobre algas

“El creciente Internet de las cosas necesita una cantidad cada vez mayor de energía, y creemos que tendrá que provenir de sistemas que puedan generar energía, en lugar de simplemente almacenarla como baterías”, dijo el profesor Christopher Howe del Departamento de Bioquímica de la Universidad de Cambridge. coautor principal del artículo.

“Nuestro dispositivo fotosintético no se agota como lo hace una batería porque utiliza continuamente la luz como fuente de energía”.

La celda de algas es comparable en tamaño a una batería AA y está diseñada para ser fácilmente replicada y producida en masa. Sus inventores prevén cientos de miles de baterías de este tipo alimentando dispositivos de Internet de las cosas en todo el mundo. Con un grado increíblemente alto de autonomía para un sistema de generación de energía, el equipo cree que sería más útil en ubicaciones remotas o fuera de la red, donde incluso pequeñas cantidades de energía pueden marcar una gran diferencia.

El Internet de las cosas (IoT) es la vasta y creciente red de dispositivos electrónicos que recopilan y comparten datos en tiempo real a través de Internet. Se estima que hay miles de millones de dispositivos que forman parte de IoT, y van desde lo mundano, como relojes inteligentes, hasta equipos especializados y de nicho, como sensores en centrales eléctricas. Y se estima que la cantidad de tales dispositivos aumentará rápidamente en el futuro. La celda de algas tiene como objetivo brindar a los diseñadores una fuente de energía que pueda alimentar dichos dispositivos en cualquier lugar y de manera confiable.

En un experimento de prueba de concepto, el equipo usó la célula de algas para alimentar un microprocesador Arm Cortex M0+, que a menudo se usa para proporcionar potencia informática en dispositivos de Internet de las cosas. Se probó en condiciones domésticas y semiexteriores con luz natural y fluctuaciones naturales de temperatura. Se mantuvo en uso continuo durante seis meses.

El equipo informa estar “impresionado” por lo constante que fue el flujo de energía proporcionado por la célula a lo largo del tiempo. La naturaleza de larga duración de la celda también fue una grata sorpresa, ya que el equipo asumió inicialmente que solo funcionaría durante unas pocas semanas.

La célula no requiere ningún alimento, ya que las algas producen su propio alimento a través de la fotosíntesis. Incluso puede seguir produciendo energía durante los períodos de oscuridad. Los investigadores creen que esto se debe a que las algas procesan algunos nutrientes incluso en la oscuridad, lo que garantiza un suministro constante de corriente eléctrica durante este tiempo.

Tal celda de energía abre el camino a un método alternativo para alimentar dispositivos IoT: el enfoque tradicional de usar baterías de iones de litio no sería práctico, según el equipo. Tal enfoque requeriría tres veces más litio del que se produce anualmente en todo el mundo, explican. Las celdas solares tradicionales, que serían una alternativa viable, requieren materiales peligrosos, pueden tener efectos ambientales adversos y solo producen energía cuando se exponen a la luz solar directa.

El papel “P. Bombelli et al, Powering a microprocessor by photolysis” ha sido publicado en el diario Energía y Ciencias Ambientales.