我们知道|疯了!剑桥大学用蓝藻发电 居然还供计算机跑了一年( 二 )


以只要在水槽中放入电极 , 就可以将产生的电流作为电池来使用 。 而物联网设备的处理器只需要非常微弱的功率就可以驱动 , 所以使用藻类来为物联网设备供电是很合适的 。
在实验期间 , 这台由藻类驱动的微型计算机执行了一些基本运算 , 以45分钟为周期 , 计算连续整数的总和来模拟计算工作量 , 仅耗费0.3微瓦的电力 , 待机15分钟则需要0.24微瓦的电力 。
计算机自己测量设备输出的电流 , 这些数据存储在云端 , 供研究人员分析 。
我们知道|疯了!剑桥大学用蓝藻发电 居然还供计算机跑了一年
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图注:研究团队成员ChristopherHowe(左)和PaoloBombelli(右) , 图片来自剑桥大学
虽然这个装置产生的电流比较微弱 , 但已经足够为一些小型电子设备充电了 。
我们知道|疯了!剑桥大学用蓝藻发电 居然还供计算机跑了一年】不过要想为一台普通的台式计算机供电还是远远不够的 , 一台计算机的实际耗能情况会因工作量和使用年限等因素而不同 。
如果一台计算机每小时消耗100瓦的功率 , 那么运行这台电脑大约需要333,000,000块藻类“电池” 。
所以 , 将来还需要进一步扩大规模 , 来为需要耗费更多电力的设备供电 。
目前藻类“电池”规模是小了点 , 但ChristopherHowe对这个装置的续航能力尤为自豪 , 「这个光合作用装置不会像电池那样很快耗尽 。 」
与传统的电池或太阳能相比 , 水藻对环境依赖性小 , 不断地使用光作为能量来源提供持续电力 。
这种藻类并不需要喂养 , 它们可以在光合作用时「生产」自己的食物 , 从自然阳光中收集能量 。 而且 , 在夜间没有光的情况下 , 这个设备可以通过「吃」白天储存的电继续供能 。 藻类分为自养型和异养型 , 最为常见易得的就是光能自养型 。 也就是说有「光」啥都好说 。
3、藻类 , 远远不止是池塘里的浮渣
该装置目前只在概念验证阶段 , 下一步 , 研究者很有可能将藻类供电芯片应用于的物联网设备 。 物联网有很大的电能缺口 , 它需要像藻类生物发电这样的持续供能系统 , 而不是一块只会简单储存能量的电池 。
近年来 , 碳达峰、碳中和风很大 , 固碳减排是实现全球碳中和的关键一环 。 像用藻类植物光合作用赋能某台机器设备 , 就属于「绿色计算」范畴 。
「绿色计算」拆开理解 , 绿色简单来说就是低碳和无害 , 即环境友好、资源节约 , 可高效循环利用 。 计算可理解为包含软硬件结合的终端设备、服务器和相关系统等 。
海藻是一种常见的海洋生物 , 在三十五亿年前就已经出现了 , 四舍五入也算是世界上释放氧气最多的生物TopX 。
藻类能源的利用方式属于「生物光伏」(biophotovoltaics,BPV) , 是一条生物学路径利用太阳能的方式 , 听起来好像产业大地即将有一股清新风吹过似的 。
人类通过光合作用利用微生物产生的能量为设备为产业续航 , 想来 , 岂不是白白浪费了数十亿年微生物光合作用产生的能量?开垦的锄头要挥的更勤些才是 。
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图注:池塘浮藻
当然 , 孔雀开屏还暴露屁股呢 , 这个项目也不是没有缺点 , 比如 , 除藻类「电池」生产规模小之外 , 藻类能量效率极低——同样场景下 , 太阳能电池板吸收20%的阳光 , 植物才吸收到0.25% 。 这个项目显然还需要配以解决方案 。
一个好消息是 , 研究人员已经发现了能产生更高电流的藻类 , 再加上成本极低 , 所以未来5年内很有可能实现大规模的商业应用 。