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藻類系統「變身」光伏電池:僅需光和水 可至少發電一年


英國研究人員近期利用一種分布廣泛的藍藻為微處理器持續供電了一年,而且持續工作時間還在不斷增加,在這過程中只使用周圍的光和水。該系統具有通過可靠和可再生方式為小型設備供電的潛力。

據悉,這個系統的大小相當於一個AA電池(5號電池),它含有一種無毒的藻類,叫做Synechocystis,可以通過光合作用自然地從太陽獲取能量。它產生的微小電流與一個鋁電極相互作用,並用於驅動微處理器。

值得注意的是,這個系統是由普通的、廉價的、大部分用可回收的材料製成的。這意味著它可以很容易地被複製數十萬次,作為物聯網的一部分,為大量的小型設備供電。

研究人員表示,它在處於離網情況下或在偏遠地區最為有用,在這些地方有少量電力就可能產生很大益處。

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「不斷發展的物聯網需要越來越多的能量,我們認為這將必須來自能夠產生能量的系統,而不是像電池那樣簡單地存儲能量,」劍橋大學生物化學系教授Christopher Howe說,他是該論文的聯合資深作者。

「我們的光合裝置不像電池那樣耗電,因為它持續使用光作為能量來源。」他補充說。這項研究成果已於近期發表在了《能源與環境科學》雜誌上。

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研究人員解釋稱,藻類不需要投喂,因為它在光合作用中自己創造了食物。儘管光合作用需要光,但該設備甚至可以在黑暗時期繼續發電。他們認為,這是因為藻類在沒有光的情況下會繼續處理一些食物,這繼續產生電流。

在實驗中,該設備被證實可廣泛用於為物聯網設備的微處理器供電。

物聯網是一個龐大且不斷增長的電子設備網絡,每個設備只使用少量電力,通過網際網路收集和共享實時數據。使用低成本的計算機晶片和無線網絡,數十億台設備成為該網絡的一部分,從智能手錶到發電站的溫度傳感器。到2035年,設備數量預計將增長到一萬億台設備,需要大量的可攜式能源。

研究人員最後強調稱,用鋰離子電池為數萬億物聯網設備供電是不切實際的:它每年需要的鋰是全球產量的三倍。此外,傳統的光伏設備是用有害的材料製造的,對環境有不良影響。

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