Pesquisadores Alimentam Microprocessador Com Algas, Luz e Água

Pesquisadores da Universidade de Cambridge alcançaram um feito impressionante no campo do processamento de microprocessadores. A equipe usou uma espécie de algas amplamente distribuída para alimentar um microprocessador continuamente por um ano, e o fez com apenas luz ambiente e água. O novo sistema pode ser um método confiável e renovável para alimentar dispositivos pequenos.

A pesquisa foi publicada na revistaEnergy & Environmental Science.

Alimentando o Sistema Pequeno com Algas

O sistema é comparável em tamanho a uma bateria AA, e consiste em um tipo de algas não tóxicas conhecidas comoSynechocystis.Essas algas coletam naturalmente energia do sol por meio do processo de fotossíntese, que gera uma pequena corrente elétrica que interage com um eletrodo de alumínio. É isso que permite que as algas alimentem um microprocessador.

O sistema é construído com materiais baratos e principalmente recicláveis, o que significa que pode ser replicado centenas de milhares de vezes e alimentar muitos dispositivos pequenos dentro da Internet das Coisas (IoT). De acordo com a equipe, esse sistema pode ser usado em situações fora da rede ou em locais remotos, aproveitando as pequenas quantidades de energia.

O professor Christopher Howe, do Departamento de Bioquímica da Universidade de Cambridge, é o autor sênior do artigo.

“A Internet das Coisas em crescimento precisa de uma quantidade cada vez maior de energia, e acreditamos que isso terá que vir de sistemas que possam gerar energia, em vez de simplesmente armazená-la como baterias”, disse o professor Howe. “Nosso dispositivo fotossintético não se esgota como uma bateria porque está continuamente usando a luz como fonte de energia.”

Construindo e Testando o Sistema

O experimento realizado pela equipe usou o dispositivo para alimentar um Arm Cortex M0+, um microprocessador frequentemente usado em dispositivos IoT. Operando em um ambiente doméstico e condições semi-ao-ar-livre sob luz natural e flutuações de temperatura associadas, os pesquisadores foram capazes de obter resultados sólidos após seis meses de produção de energia contínua.

O Dr. Paolo Bombelli, do Departamento de Bioquímica da Universidade de Cambridge, é o autor principal do artigo.

“Ficamos impressionados com a consistência com que o sistema funcionou por um longo período de tempo – pensamos que poderia parar após algumas semanas, mas simplesmente continuou”, disse o Dr. Bombelli.

O tipo específico de algas usado no sistema não requer alimentação, pois cria sua própria comida na fotossíntese. Embora a fotossíntese exija luz, o dispositivo é capaz de produzir energia durante períodos de escuridão. De acordo com a equipe, isso pode ser porque as algas processam parte de sua comida em condições de ausência de luz, o que ajuda a continuar gerando uma corrente elétrica.

Como alimentar trilhões de dispositivos IoT com baterias de íon de lítio é altamente impraticável, e dispositivos fotovoltaicos tradicionais são feitos com materiais perigosos que prejudicam o meio ambiente, o novo desenvolvimento pode ter grandes implicações para o campo.

A pesquisa foi uma colaboração entre a universidade e a Arm, que é uma empresa líder em design de microprocessadores. A Arm Research foi responsável por desenvolver o chip de teste Arm Cortex M0+, construir a placa e configurar a interface de nuvem de coleta de dados nos experimentos.