Alimenter un microprocesseur par la photosynthèse
L'informatique alimentée par les algues : Des scientifiques créent une cellule photovoltaïque biologique fiable et renouvelable
Des chercheurs ont utilisé une espèce très répandue d'algues bleues pour alimenter un microprocesseur en continu pendant un an - et plus encore - en n'utilisant que la lumière ambiante et l'eau. Leur système pourrait constituer un moyen fiable et renouvelable d'alimenter de petits appareils.
Ce système, contenant des algues bleues, a alimenté un microprocesseur en continu pendant un an, en n'utilisant que la lumière ambiante et l'eau.
Paolo Bombelli
Le système, dont la taille est comparable à celle d'une pile AA, contient un type d'algue non toxique appelée Synechocystis qui récolte naturellement l'énergie du soleil par photosynthèse. Le minuscule courant électrique qu'elle génère interagit ensuite avec une électrode en aluminium et est utilisé pour alimenter un microprocesseur.
Le système est fabriqué à partir de matériaux courants, peu coûteux et largement recyclables. Il pourrait donc être facilement reproduit des centaines de milliers de fois pour alimenter un grand nombre de petits appareils dans le cadre de l'Internet des objets. Les chercheurs affirment que ce système sera probablement plus utile dans les situations hors réseau ou dans les endroits éloignés, où de petites quantités d'énergie peuvent être très bénéfiques.
"L'Internet des objets, en pleine expansion, a besoin d'une quantité croissante d'énergie, et nous pensons que celle-ci devra provenir de systèmes capables de la générer, plutôt que de la stocker simplement comme des batteries", a déclaré le professeur Christopher Howe, du département de biochimie de l'université de Cambridge, coauteur principal de l'article.
Il a ajouté : "Notre dispositif photosynthétique ne s'épuise pas comme une batterie, car il utilise continuellement la lumière comme source d'énergie".
Dans l'expérience, le dispositif a été utilisé pour alimenter un Arm Cortex M0+, qui est un microprocesseur largement utilisé dans les appareils de l'Internet des objets. Il a fonctionné dans un environnement domestique et dans des conditions semi-extérieures sous la lumière naturelle et les fluctuations de température associées, et après six mois de production continue d'énergie, les résultats ont été soumis pour publication.
L'étude est publiée dans la revue Energy & Environmental Science.
"Nous avons été impressionnés par la constance avec laquelle le système a fonctionné sur une longue période. Nous pensions qu'il s'arrêterait au bout de quelques semaines, mais il a continué à fonctionner", a déclaré le Dr Paolo Bombelli du département de biochimie de l'université de Cambridge, premier auteur de l'article.
L'algue n'a pas besoin d'être nourrie, car elle crée sa propre nourriture en faisant de la photosynthèse. Et malgré le fait que la photosynthèse nécessite de la lumière, le dispositif peut même continuer à produire de l'énergie pendant les périodes d'obscurité. Les chercheurs pensent que cela est dû au fait que l'algue transforme une partie de sa nourriture lorsqu'il n'y a pas de lumière, ce qui continue à générer un courant électrique.
L'internet des objets est un vaste réseau en pleine expansion d'appareils électroniques - chacun ne consommant qu'une faible quantité d'énergie - qui collectent et partagent des données en temps réel via l'internet. Grâce à des puces informatiques à faible coût et à des réseaux sans fil, plusieurs milliards d'appareils font partie de ce réseau, des smartwatches aux capteurs de température des centrales électriques. Ce chiffre devrait atteindre un billion d'appareils d'ici 2035, ce qui nécessitera un grand nombre de sources d'énergie portables.
Selon les chercheurs, alimenter des billions d'appareils de l'internet des objets à l'aide de batteries lithium-ion ne serait pas pratique : il faudrait trois fois plus de lithium que ce qui est produit chaque année dans le monde. Et les dispositifs photovoltaïques traditionnels sont fabriqués à l'aide de matériaux dangereux qui ont des effets néfastes sur l'environnement.
Ces travaux sont le fruit d'une collaboration entre l'université de Cambridge et Arm, une entreprise à la pointe de la conception de microprocesseurs. Arm Research a développé la puce de test ultra-efficace Arm Cortex M0+, a construit la carte et a mis en place l'interface en nuage de collecte de données présentée dans les expériences.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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