Skutečně zelená energie pro IoT
Vědci z britské University of Cambridge provedli experiment, kdy po dobu půl roku použili k nepřetržitému napájení mikroprocesorového počítačového čipu běžný druh modrozelených řas, okolní světlo a vodu. Takovýto systém má mít potenciál spolehlivě a obnovitelně napájet miliardy malých zařízení.
Internet věcí (IoT) je rozsáhlá a rostoucí síť elektronických zařízení, která shromažďují a sdílejí data v reálném čase prostřednictvím internetu. Každé z elektronických zařízení využívá pouze malé množství energie. Tato síť s využitím levných počítačových čipů a bezdrátových sítí zahrnuje mnoho miliard zařízení od chytrých hodinek až po teplotní senzory v elektrárnách. Očekává se, že toto číslo vzroste do roku 2035 na jeden bilion zařízení, což bude vyžadovat obrovské množství přenosných zdrojů energie. Vědci tvrdí, že napájet tolik zařízení pomocí li-ion baterií by bylo nepraktické a vyžadovalo by třikrát více lithia, než se ročně ve světě vyrobí, a tradiční fotovoltaická zařízení využívají materiály, které mají nepříznivé dopady na životní prostředí.
Přirozený proces fotosyntézy
„Rostoucí internet věcí potřebuje stále větší množství energie a ta bude muset pocházet ze systémů, které je dokážou vytvářet, spíše než ji jen jednoduše ukládat jako baterie. Naše fotosyntetické zařízení se nevybíjí jako baterie, protože neustále využívá jako zdroj energie světlo,“ říká profesor Christopher Howe z katedry biochemie, jeden z autorů studie.
V rámci experimentu, o němž informovali v časopise Energy & Environmental Science, vytvořili výzkumníci z Cambridge energetický systém z kolonie netoxických řas Synechocystis, které přirozeně čerpají energii ze slunce prostřednictvím fotosyntézy. Byly uzavřeny v utěsněném kovovém pouzdře o velikosti AA baterie, která byla poté ponechána na okenním parapetu, aby generovala elektrický proud. Řasy nepotřebovaly výživu, spíše shromažďovaly veškerou svou energetickou potřebu z přirozeného slunečního světla, a byly dokonce schopny pokračovat ve výrobě energie i v noci a nadále generovat elektrický proud z energie uložené během dne.
„Byli jsme ohromeni tím, jak konzistentně systém fungoval po dlouhou dobu. Mysleli jsme si, že by po pár týdnech mohl přestat, ale prostě to pokračovalo,“ uvedl biochemik a spoluautor studie Paolo Bombelli.
Mnohonásobná replikace
Ačkoli je použití řas tímto způsobem neobvyklé a zatím extrémně neefektivní (rostliny absorbují pouze 0,25 % sluneční energie ve srovnání s 20 % absorbovanými solárními panely), mohl by obor biofotovoltaiky, jehož cílem je využít energii generovanou biologickými mikroorganismy, které přirozeně přeměňují světlo na elektřinu prostřednictvím fotosyntézy, přispět k výrobě levné energie, šetrné k životnímu prostředí. Systém využívá běžné, levné a do značné míry recyklovatelné ingredience, což znamená, že jej lze snadno mnohonásobně replikovat pro napájení velkého množství malých zařízení v rámci IoT. I když jde pouze o technologický demonstrátor (proof-of-concept), jeho tvůrci tvrdí, že čipy poháněné řasami mají výhodu oproti tradičním bateriím nebo solární energii, protože mají menší ekologickou stopu a mohou potenciálně poskytovat nepřetržitou energii, např. v situacích, kde není dostupná běžná elektrická síť, nebo na vzdálených místech, kde je vyžadováno jen malé množství energie.
Kamil Pittner
Foto: University of Cambridge
71
.gif)
