Autorzy artykułu, który trafił na łamy Energy & Environmental Science wykorzystali sinice ze szczepu znanego jako Synechocystis sp. PCC 6803. Wytwarzają one tlen w procesie fotosyntezy w obecności światła słonecznego i zostały umieszczone w niewielkich rozmiarów pojemniku wielkości baterii AA. Został on wykonany z aluminium i przezroczystego plastiku.
6-miesięczny eksperyment w czasach pandemii
Następnie urządzenie ustawiono na parapecie w domu jednego z badaczy, a początek eksperymentu miał miejsce w czasie lockdownu związanego z pandemią COVID-19. Komputer pozostał w tym samym miejscu przez sześć miesięcy, od lutego do sierpnia 2021 roku. Bateria wykonana z glonów dostarczała prądu przez anodę i katodę, które zasilały natomiast mikroprocesor Arm Cortex M0+.
Urządzenie pracowało w 45-minutowych cyklach i było wykorzystywane między innymi do obliczania sum kolejnych liczb całkowitych, co miało na celu symulowanie pracy obliczeniowej. Realizacja tego zadania wiązała się ze zużyciem 0,3 mikrowata mocy, podczas gdy trwający kwadrans okres czuwania wymagał zużycia rzędu 0,24 mikrowata.
Warto podkreślić, że cały system działał w domowych warunkach i przy naturalnym oświetleniu. Był też wystawiony na typowe dla gospodarstw domowych wahania temperatury. Biorąc pod uwagę fakt, że glony nie potrzebują pokarmu, ponieważ same wytwarzają go w procesie fotosyntezy, to osiągnięcia członków zespołu są nawet bardziej imponujące. Jakby tego było mało, urządzenie jest w stanie wytwarzać energię nawet w ciemności, nie ograniczając się wyłącznie do okresów, w których dostępne jest światło. Najprawdopodobniej jest to możliwe dzięki zdolności glonów do przetwarzania części swojego pożywienia w ciemności.
“Byliśmy pod wrażeniem tego, jak konsekwentnie system działał przez długi czas – myśleliśmy, że może przestanie działać po kilku tygodniach, ale on po prostu funkcjonował.” – Paolo Bombelli, Uniwersytet w Cambridge
Jak wykorzystać tego typu rozwiązania?
Jednym z potencjalnych zastosowań tego typu rozwiązań mogłoby być zasilanie niewielkich urządzeń. Możliwe byłoby dzięki temu zrezygnowanie z drogich i trudno dostępnych zasobów wykorzystywanych w produkcji baterii litowo-jonowych. Lit to niezwykle cenny pierwiastek, którego ilość okazuje się na tyle ograniczona, że wydobycie będzie trzeba ograniczyć. Zapotrzebowanie jest natomiast nieproporcjonalnie duże, tym bardziej, że do 2035 roku liczba niewielkich urządzeń, takich jak czujniki, wzrośnie do biliona, co będzie wymagało ogromnej liczby przenośnych źródeł energii.