23.05.2022 - University of Cambridge

Alimentar un microprocesador mediante la fotosíntesis

Informática alimentada por algas: Los científicos crean una célula fotovoltaica biológica fiable y renovable

Los investigadores han utilizado una especie muy extendida de algas verde-azules para alimentar un microprocesador de forma continua durante un año -y contando- utilizando únicamente la luz ambiental y el agua. Su sistema tiene potencial como forma fiable y renovable de alimentar pequeños dispositivos.

El sistema, cuyo tamaño es comparable al de una pila AA, contiene un tipo de alga no tóxica llamada Synechocystis que recoge de forma natural la energía del sol mediante la fotosíntesis. La diminuta corriente eléctrica que genera interactúa con un electrodo de aluminio y se utiliza para alimentar un microprocesador.

El sistema está fabricado con materiales comunes, baratos y en gran medida reciclables. Esto significa que podría reproducirse fácilmente cientos de miles de veces para alimentar un gran número de pequeños dispositivos como parte del Internet de las Cosas. Los investigadores afirman que es probable que sea más útil en situaciones fuera de la red o en lugares remotos, donde pequeñas cantidades de energía pueden ser muy beneficiosas.

"La creciente Internet de los objetos necesita cada vez más energía, y creemos que ésta tendrá que provenir de sistemas que puedan generar energía, en lugar de simplemente almacenarla como las baterías", afirma el profesor Christopher Howe, del Departamento de Bioquímica de la Universidad de Cambridge, coautor principal del artículo.

Y añadió: "Nuestro dispositivo fotosintético no se agota como lo hace una pila porque utiliza continuamente la luz como fuente de energía".

En el experimento, el dispositivo se utilizó para alimentar un Arm Cortex M0+, que es un microprocesador muy utilizado en los dispositivos del Internet de las cosas. Funcionó en un entorno doméstico y en condiciones semiexteriores bajo la luz natural y las fluctuaciones de temperatura asociadas, y tras seis meses de producción continua de energía los resultados se presentaron para su publicación.

El estudio se publica en la revista Energy & Environmental Science.

"Nos impresionó la constancia con la que el sistema funcionó durante un largo periodo de tiempo; pensábamos que se detendría al cabo de unas semanas, pero siguió funcionando", afirma el Dr. Paolo Bombelli, del Departamento de Bioquímica de la Universidad de Cambridge, primer autor del artículo.

El alga no necesita alimentarse, ya que crea su propio alimento al realizar la fotosíntesis. Y a pesar de que la fotosíntesis requiere luz, el dispositivo puede seguir produciendo energía incluso durante los periodos de oscuridad. Los investigadores creen que esto se debe a que las algas procesan parte de su alimento cuando no hay luz, y esto sigue generando una corriente eléctrica.

El Internet de los objetos es una vasta y creciente red de dispositivos electrónicos -cada uno de los cuales utiliza una pequeña cantidad de energía- que recogen y comparten datos en tiempo real a través de Internet. Gracias a los chips informáticos de bajo coste y a las redes inalámbricas, muchos miles de millones de dispositivos forman parte de esta red, desde relojes inteligentes hasta sensores de temperatura en centrales eléctricas. Se espera que esta cifra aumente hasta un billón de dispositivos en 2035, lo que requerirá un gran número de fuentes de energía portátiles.

Los investigadores afirman que alimentar trillones de dispositivos de la Internet de las Cosas con baterías de iones de litio sería poco práctico: se necesitaría tres veces más litio del que se produce anualmente en todo el mundo. Además, los dispositivos fotovoltaicos tradicionales se fabrican con materiales peligrosos que tienen efectos medioambientales adversos.

El trabajo fue una colaboración entre la Universidad de Cambridge y Arm, empresa líder en el diseño de microprocesadores. Arm Research desarrolló el chip de prueba Arm Cortex M0+ ultraeficiente, construyó la placa y creó la interfaz de recogida de datos en la nube presentada en los experimentos.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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