研究人员利用藻类、光和水为微处理器提供动力

剑桥大学的研究人员在微处理领域取得了令人印象深刻的成就。 该团队使用一种分布广泛的藻类为微处理器连续供电一年，并且仅使用环境光和水。 新系统可能是为小型设备供电的可靠且可再生的方法。 

这项研究发表在杂志 能源与环境科学. 

用藻类为小型系统提供动力

该系统的大小与 AA 电池相当，由一种无毒藻类组成，称为 集胞藻。 这种藻类通过光合作用过程自然地从太阳获取能量，产生与铝电极相互作用的微小电流。 这就是藻类能够为微处理器提供动力的原因。 

该系统由廉价且大部分可回收的材料制成，这意味着它可以复制数十万次，并为物联网 (IoT) 内的许多小型设备提供动力。 据该团队称，该系统可以在离网情况或偏远地区使用，利用少量电力。 

剑桥大学生物化学系的克里斯托弗·豪教授是该论文的资深作者。 

“不断发展的物联网需要越来越多的电力，我们认为这必须来自能够产生能量的系统，而不是像电池一样简单地储存能量，”豪教授说。 “我们的光合作用设备不会像电池那样耗尽电量，因为它不断使用光作为能源。”

构建和测试系统

该团队进行的实验使用该设备为 Arm Cortex M0+（物联网设备中常用的微处理器）供电。 研究人员在自然光和相关温度波动的家庭环境和半室外条件下进行操作，经过六个月的连续发电后，能够得出可靠的结果。 

剑桥大学生物化学系的 Paolo Bombelli 博士是该论文的第一作者。 

“该系统在很长一段时间内的持续运行给我们留下了深刻的印象——我们原以为它可能会在几周后停止，但它却一直在继续运行，”邦贝利博士说。 

该系统使用的特定类型的藻类不需要喂养，因为它在光合作用中产生自己的食物。 尽管光合作用需要光，但该设备能够在黑暗时期产生电力。 研究小组表示，这可能是因为藻类在无光条件下处理一些食物，这有助于它继续产生电流。 

由于用锂离子电池为数万亿个物联网设备供电是非常不切实际的，而且传统的光伏设备是使用危害环境的危险材料制成的，因此新的发展可能对该领域产生重大影响。 

这项研究是该大学与微处理器设计领域领先公司 Arm 之间的合作。 Arm Research 负责开发 Arm Cortex M0+ 测试芯片、构建电路板以及在实验中设置数据收集云接口。