但電池主要依靠昂貴且不可持續(xù)的材料，電力最終會(huì)耗盡。

可是，現(xiàn)有的能量采集器，雖然持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，但對(duì)環(huán)境不友好比如光伏生產(chǎn)中會(huì)用到有害物質(zhì)

那么，有沒(méi)有一種便攜，廉價(jià)，耐用，還能保護(hù)環(huán)境的能量收集系統(tǒng)呢。

劍橋大學(xué)的一個(gè)研究小組告訴你:當(dāng)然有！

這是裝有藍(lán)藻的容器，它已經(jīng)為一臺(tái)計(jì)算機(jī)供電一年了！

這個(gè)設(shè)備高6cm，長(zhǎng)3.1cm，寬2.3cm，可以說(shuō)非常小了。

而且，它需要的材料簡(jiǎn)單，便宜，可回收:塑料，鋁，藍(lán)藻和水。

沒(méi)日沒(méi)夜，超級(jí)續(xù)航六個(gè)月以上。

這種能量采集器是一種生物光伏能量收集系統(tǒng)，由劍橋大學(xué)生物化學(xué)系的Chris Howe教授及其同事制造這項(xiàng)研究的標(biāo)題是通過(guò)照片合成為微處理器供電，論文已經(jīng)發(fā)表在Energyamp上，在《環(huán)境科學(xué)》雜志上

論文地址:

研究人員用鋁和透明塑料制作了一個(gè)AA電池大小的金屬外殼，里面放置了一種名為PCC 6803的藍(lán)藻，俗稱(chēng)藍(lán)藻藍(lán)藻在陽(yáng)光照射下，可以通過(guò)光合作用產(chǎn)生氧氣

藍(lán)藻菌群

在2021年的疫情封鎖期間，這個(gè)裝置一直停留在保羅·邦貝利家的窗臺(tái)上，通過(guò)藻類(lèi)的光合作用產(chǎn)生微小電流，為微處理器ARM Cortex—M0+持續(xù)供電。

arm Cortex M0+微處理器

Arm Cotex—M0+芯片來(lái)自芯片制造商Arm他們與劍橋大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)合作，為其提供測(cè)試設(shè)備和數(shù)據(jù)采集的云接口這個(gè)芯片并不是專(zhuān)門(mén)為研究而設(shè)計(jì)的，而是一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備常用的微處理器，樹(shù)莓派Pico的CPU就是它

一種為ARM芯片供電的藍(lán)藻發(fā)電裝置

研究人員原本認(rèn)為這個(gè)系統(tǒng)可能會(huì)在幾周內(nèi)停止工作，但它日夜工作了六個(gè)月，并且在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，藍(lán)藻繼續(xù)發(fā)電，一直運(yùn)行到現(xiàn)在。

那么這個(gè)裝置是如何產(chǎn)生能量的呢。

神奇的煉金術(shù)士

最近幾年來(lái)，藻類(lèi)成為生物燃料的新寵藻類(lèi)可以產(chǎn)生氫氣，凈化廢水，清除大氣中的二氧化碳等它已經(jīng)成為一個(gè)偉大的煉金術(shù)士，并具有發(fā)展清潔技術(shù)的巨大潛力

本實(shí)驗(yàn)所用的PCC 6803是單細(xì)胞淡水藍(lán)藻菌株，屬于集胞藻屬它能像其他植物一樣通過(guò)光合作用從陽(yáng)光中獲取能量，產(chǎn)生微弱的電流

所以只要把電極放在水箱里，產(chǎn)生的電流就可以當(dāng)電池用了而物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的處理器只能用很弱的功率驅(qū)動(dòng)，所以用藻類(lèi)給物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備供電是非常合適的

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，由藻類(lèi)驅(qū)動(dòng)的微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行一些基本操作，以45分鐘為一個(gè)周期，計(jì)算連續(xù)整數(shù)之和來(lái)模擬計(jì)算工作量，只消耗0.3微瓦的電能，而等待15分鐘需要0.24微瓦的電能計(jì)算機(jī)通過(guò)設(shè)備本身測(cè)量電流輸出，這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在云中，供研究人員分析

這種裝置產(chǎn)生的電流雖然微弱，但足以給一些小型電子設(shè)備充電可是，它遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以驅(qū)動(dòng)一臺(tái)普通的臺(tái)式電腦一臺(tái)電腦的實(shí)際能耗會(huì)因工作量，使用壽命等因素而有所不同如果一臺(tái)計(jì)算機(jī)每小時(shí)耗電100瓦，那么運(yùn)行這臺(tái)計(jì)算機(jī)大約需要333，000，000個(gè)藻類(lèi)電池因此，未來(lái)需要進(jìn)一步擴(kuò)大規(guī)模，為需要更多電力的設(shè)備供電

這種藻類(lèi)不需要喂養(yǎng)它們可以在光合作用中生產(chǎn)自己的食物，并從自然陽(yáng)光中收集能量而且晚上沒(méi)有燈光的時(shí)候，設(shè)備可以通過(guò)吃白天儲(chǔ)存的電繼續(xù)供電藻類(lèi)可分為自養(yǎng)型和異養(yǎng)型，最常見(jiàn)的是光自養(yǎng)型也就是說(shuō)，你可以用光來(lái)說(shuō)任何事情

藻類(lèi)遠(yuǎn)不止是池塘里的浮渣。

目前，該設(shè)備僅處于概念驗(yàn)證階段下一步，研究人員很可能將藻類(lèi)供電芯片應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)的力量差距很大它需要像藻類(lèi)生物動(dòng)力一樣的持續(xù)供電系統(tǒng)，而不是簡(jiǎn)單儲(chǔ)存能量的電池

最近幾年來(lái)，二氧化碳排放高峰和中國(guó)刮起了碳中和之風(fēng)，固碳減排是實(shí)現(xiàn)全球碳中和的關(guān)鍵環(huán)節(jié)像藻類(lèi)一樣賦予一臺(tái)機(jī)器光合作用，屬于綠色計(jì)算的范疇

綠色計(jì)算是分開(kāi)理解的簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，綠色就是低碳無(wú)害，即環(huán)境友好，資源節(jié)約，高效回收計(jì)算可以理解為包括終端設(shè)備，服務(wù)器以及軟硬件結(jié)合的相關(guān)系統(tǒng)

海藻是一種常見(jiàn)的海洋生物，出現(xiàn)于35億年前四舍五入，可以算是TopX，世界上釋放氧氣最多的生物藻類(lèi)能源的利用屬于生物光伏，是一種利用太陽(yáng)能的生物方式聽(tīng)起來(lái)好像一股清新的風(fēng)即將吹過(guò)這片工業(yè)用地人類(lèi)利用微生物產(chǎn)生的能量，通過(guò)光合作用來(lái)維持設(shè)備和工業(yè)的生命想想，那豈不是浪費(fèi)了微生物光合作用產(chǎn)生的幾十億年的能量你應(yīng)該更頻繁地?fù)]動(dòng)鋤頭

當(dāng)然，洋洋得意的屁股還是露出來(lái)了，這個(gè)項(xiàng)目也不是沒(méi)有缺點(diǎn)例如，除了小規(guī)模的藻類(lèi)電池，藻類(lèi)的能效極低——在同樣的場(chǎng)景下，太陽(yáng)能電池板吸收20%的陽(yáng)光，而植物僅吸收0.25%這個(gè)項(xiàng)目顯然需要配套一個(gè)解決方案

好消息是，研究人員發(fā)現(xiàn)了可以產(chǎn)生更高電流的藻類(lèi)，而且成本極低，因此在未來(lái)五年內(nèi)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用的可能性很大。

可以想象，在不久的將來(lái)，廣闊的海域?qū)?huì)布滿(mǎn)巨大的荷葉狀海藻，它們的身份將會(huì)是海上風(fēng)電場(chǎng)的移動(dòng)電站。