研究者がアルゲを用いてマイクロプロセッサを光と水で動かす

ケンブリッジ大学の研究者たちは、マイクロプロセッサの分野で印象的な成果を達成しました。研究チームは、一般的なアルゲの種を使用して、マイクロプロセッサを1年間継続的に動かしました。さらに、周囲の光と水だけで動かしました。新しいシステムは、小型デバイスの信頼性の高い再生可能な動力源となる可能性があります。

研究結果は、エネルギーと環境科学誌に発表されました。

アルゲを用いた小型システムの動力化

システムは、AA電池と同じくらいの大きさで、アルミニウム電極と相互作用する微小な電気的な電流を生成する非毒性アルゲ、Synechocystisで構成されています。このアルゲは、太陽からエネルギーを自然に採取することができます。さらに、太陽の光を利用して、微小な電気的な電流を生成することができます。これが、マイクロプロセッサを動かすことができる理由です。

システムは、廉価でほとんどリサイクル可能な材料で構成されています。つまり、数十万回繰り返し使用できるため、小型デバイスを動かすことができます。インターネット・オブ・シングス（IoT）内の小型デバイスを動かすことができます。チームによると、このシステムは、電力が不足している状況やリモートの場所で使用できます。

ケンブリッジ大学の生化学科のクリストファー・ハウ教授は、研究の主任著者です。

「IoTは、増え続ける電力を必要としています。エネルギーを生成するシステムではなく、バッテリーのようにエネルギーを貯蔵するシステムから電力を得る必要があります」とハウ教授は述べました。「私たちの光合成装置は、バッテリーのように減りません。光をエネルギー源として使用しているからです」

システムの構築とテスト

実験では、Arm Cortex M0+というマイクロプロセッサを使用しました。このマイクロプロセッサは、IoTデバイスでよく使用されます。家庭環境と半屋外の条件で、自然光と温度の変動の下で、研究者たちは6ヶ月間の継続的な電力生成に成功しました。

ケンブリッジ大学の生化学科のパオロ・ボンべッリ博士は、研究の第一著者です。

「システムが長期間にわたって一貫して動作したことは、驚くべきことでした。数週間で止まるかと思いましたが、止まらずに続いていました」とボンべッリ博士は述べました。

使用されたアルゲの種は、光合成によって自分で食料を生成するため、餌を与える必要がありません。さらに、光が必要な光合成ですが、装置は暗い場所でも電力を生成できます。チームによると、これは、アルゲが光がない条件下で食料の一部を処理するため、電気的な電流を生成し続けることができるためであると考えられます。

IoTデバイスの数兆をリチウムイオンバッテリーで動かすことは、非常に実用的ではありません。さらに、従来の光電池デバイスは、環境に有害な物質で作られているため、新しい開発は、この分野に大きな影響を与える可能性があります。

研究は、ケンブリッジ大学とArmの共同研究で行われました。Arm Researchは、Arm Cortex M0+テストチップの開発、ボードの構築、実験でのデータ収集クラウドインターフェースの設定を担当しました。