D1-kifpool

جلبک‌ها انرژی موردنیاز ریزپردازنده‌‌ای را برای بیش از شش ماه تأمین کردند

یک‌شنبه ۲۵ اردیبهشت ۱۴۰۱ - ۱۴:۳۰
مطالعه 4 دقیقه
محققان موفق شدند تنها با کمک نور و آب و کلنی سیانوباکتری، معروف به جلبک‌های سبز آبی، ریزپردازنده‌ای را برای بیش از شش ماه و بدون وقفه فعال نگه دارند.
تبلیغات
D4-mci

انرژی سبز یا همان انرژی تجدیدپذیر انرژی سودمندی است که از منابع تجدیدپذیر به‌دست می‌آید و در مقیاس زمانی انسانی به‌طور طبیعی دوباره به چرخه‌ی طبیعت بازمی‌گردد. به‌طور سنتی تولید الکتریسیته از منابعی مانند باد، خورشيد، گرمای درونی زمين و آب‌های روان رايج‌ترين نوع انرژی سبز محسوب مي‌شود. امروزه، انرژی‌های سبز چه از جنبه‌ی ملاحظات زيست‌محيطی و چه از جنبه‌ی اقتصادی برای دولت‌ها اهمیت زیادی دارند.

حالا به‌گزارش Gizmodo، محققان موفق شدند نوع جدیدی از انرژی سبز با عنوان انرژی سبز آبی را کشف کنند. طبق مطالعه‌ای که روز ۲۲ اردیبهشت در مجله‌ی Energy & Environmental Science منتشر شد، کلنی رنگارنگی از سیانوباکترهای فتوسنتزی، معروف به جلبک‌های سبز آبی، با موفقیت ریزپردازنده‌ای را برای بیش از شش ماه فعال نگه داشتند.

محققان معتقدند که این ماده‌ی زیستی کوچک می‌تواند بدون نیاز به لیتیوم و عناصر خاکی کمیاب که تقاضای فزاینده دارند، به‌عنوان باتری جایگزینی برای تأمین انرژی الکترونیک عمل کند. کریس هاو، بیوشیمی‌دان دانشگاه کمبریج، در بیانیه‌ای مطبوعاتی اضافه کرد:

این سیستم می‌تواند با فراهم‌کردن منبع تغذیه‌ای جدید برای مناطق روستایی، به بحران کمبود برق نیز کمک کند.

این تحقیق با قراردادن کامپیوتری مجهز به منبع تغذیه‌ی جلبکی پشت پنجره‌ی بیو‌شیمی‌دانی به نام پائولو بومبلی در دوران همه‌گیری کووید-۱۹ آغاز شد. این کامپیوتر و سیستم جلبکی تأمین‌کننده‌ی انرژی آن (دستگاه سیانوباکتری) از فوریه تا آگوست ۲۰۲۱ (بهمن ۱۳۹۹ تا مرداد ۱۴۰۰) بدون وقفه کار می‌کردند و پس از تصمیم به بررسی رسمی نیز، شش ماه دیگر به کار خود ادامه دادند. طبق مطالعه‌ی انجام‌شده، دستگاه سیانوباکتری حتی بعد از جداکردن ریزپردازنده از آن، به تولید جریان ادامه می‌دهد. پائولو بومبلی افزود:

دستگاه سیانوباکتری هنوز فعال است و امیدوارم برای مدت طولانی نیز به فعالیتش ادامه دهد. شرایط مناسبی ازلحاظ نور و دما و آب برای آن مهیا است؛ اما نمی‌توان مدت‌زمان فعال‌ماندن آن را پیش‌بینی کرد.

سیانوباکتری‌ها از نور خورشید تغذیه می‌شوند و در این مطالعه، محققان میکروارگانیسم‌های تأمین‌کننده‌ی انرژی، به‌ویژه سویه‌ای از سیانوباکتری‌های تک‌سلولی آب شیرین به نام .Synechocystis sp را در محفظه‌ای پلاستیکی و فولادی در ابعاد یک باتری AA همراه با آنُدی آلومینیومی قرار دادند.

در این مطالعه، ریزپردازنده‌ی متصل به دستگاه طوری برنامه‌ریزی شده بود تا رشته محاسباتی را انجام دهد و سپس عملکرد خود را بررسی کند. انجام محاسبات و بررسی آن‌ها ۴۵ دقیقه طول می‌کشید و سپس ریز‌پردازنده ۱۵ دقیقه در حالت Standby قرار می‌گرفت. این فرایند ماه‌ها بدون توقف تکرار شد و تنها منبع تأمین انرژی الکترونیک آن نیز همان دستگاه سیانوباکتری بود.

کریس هاو (چپ) و پائولو بومبلی (راست)

کریس هاو (چپ) و پائولو بومبلی (راست) که دستگاه سیانوباکتری و فلاسک حاوی محلول آن را در دست دارند.

محققان برای چگونگی تولید جریان در این سیستم دو فرضیه مطرح کردند:

  • مدل موسوم به الکتروشیمیایی: در این مدل، میکروب‌ها با فراهم‌کردن شرایط مناسبی برای اکسیدشدن آنُد آلومینیوم یا آزادکردن الکترون‌ها، خروجی الکتریکی ایجاد می‌کنند.
  • مدل موسوم به بیوالکتروشیمیایی: در این مدل، خودِ سیانوباکتری‌ها الکترون‌هایی تولید می‌کنند و این الکترون ازطریق غشاهای باکتری به آنُد آلومینیومی منتقل می‌شود و جریان ایجاد می‌کنند.

ازآن‌‌جاکه آنُد آلومینیوم دستگاه سیانوباکتری با گذشت زمان تقریباً سالم مانده است، دانشمندان فرضیه‌ی دوم، یعنی مدل «بیو الکتروشیمیایی» را محتمل‌تر می‌دانند.

با اینکه جلبک‌ها برای ادامه‌ی حیات خود به منبع نور متکی هستند، این ماده‌ی زیستی کوچک توانست در تاریکی هم انرژی کافی برای فعالیت ریزپردازنده را تأمین کند. درواقع، دانشمندان دریافتند که سیانوباکتری‌ها در روشنایی و حضور نور علاوه‌بر تغذیه، غذای موردنیاز خود را برای زمان‌های تاریکی نیز تولید می‌کردند.

کامپیوتر آزمایش در این مطالعه، ریزپردازنده‌ای به نام Arm Cortex-M0+ است که به‌طور متوسط می‌تواند ۱٫۰۵ میکرووات برق و جریان الکتریکی ۱٫۴ میکروآمپر و ولتاژ ۰٫۷۲ ولت تولید کند. در مقام مقایسه، هر باتری AA در ابتدای تولید می‌تواند ولتاژی برابر ۱٫۵ ولت تولید کند.

با اینکه نتایج بررسی سیانوباکتری‌ها امیدوارکننده به‌نظر می‌رسد، باید توجه کرد که ریزپردازنده‌ی به‌کاررفته در این بررسی انرژی بسیار کمی مصرف می‌کند و برای فعالیت تنها به ۰٫۳ میکرووات برق نیاز دارد و طبق گفته‌ی کریس هاو، هنوز برای تصمیم درباره‌ی استفاده از سیانوباکتری‌ها در مقیاس‌های بزرگ‌تر به تحقیقات بیشتری نیاز است:

قرار‌دادن سیستمی مجهز به سیانوباکتری‌ها روی پشت‌بام هنوز توانایی تأمین انرژی موردنیاز خانه‌ی شما را ندارد.
مقاله رو دوست داشتی؟
نظرت چیه؟
داغ‌ترین مطالب روز
سرویس دهنده های اینترنت ایران
مقایسه تعرفه اینترنت ADSL، فیبرنوری و TDLTE؛ از زیتل و پیشگامان تا شاتل و مبین‌نت

در این مطلب، تعرفه‌ی سرویس‌‌های مختلف اینترنت از ADSL تا TDLTE و VDSL را مقایسه و به نکات مهم در خرید بهترین اینترنت خانگی اشاره می‌کنیم.

743
یک روز پیش
لوگو اینستاگرام تردز / Instagram Threads روی آیفون ۱۳ پرو مکس
تردز چیست؛ تمام قابلیت های Threads، شبکه اجتماعی متنی اینستاگرام

اپلیکیشن جنجالی تردز از زمان انتشار سروصدای زیادی به‌پا کرده است؛ اما تردز چیست؟ با نحوه استفاده، دانلود و همه چیز درمورد Threads آشنا شوید.

11
یک روز پیش
مقایسه دوربین S25 اولترا و آیفون ۱۶ پرو مکس
مقایسه دوربین گلکسی S25 اولترا با آیفون ۱۶ پرو مکس؛ برنده مشخص شد

گلکسی S25 اولترا یا آیفون ۱۶ پرو مکس؟ کدام‌یک بهتر عکس می‌گیرد؟ شما قضاوت خواهید کرد.

175
3 ساعت پیش
یک مرد خندان از نمای رو به رو
میلیونر خودساخته از اشتباه بزرگ ۹۰ درصد مردم می‌گوید

یک میلیونر خودساخته، چندین راهکار مؤثر برای کاهش هزینه‌های مردم ارائه می‌دهد.

39
2 روز پیش
نمای جلویی گلکسی S25 اولترا / Galaxy S25 Ultra
کاربران گلکسی S25 اولترا در ایران تا پایان نوروز ۱۴۰۴ می‌توانند گارانتی +Care را فعال کنند

دارندگان گوشی پرچمدار جدید سامسونگ در ایران فرصت دارند که تا پایان نوروز سال آینده، سرویس +Care را برای گوشی خود فعال کنند.

37
یک روز پیش
رابط کاربری One UI روی گلکسی اس ۲۱ سامسونگ
این گوشی‌های سامسونگ بعد از One UI 7 به‌روزرسانی دیگری دریافت نمی‌کنند

اندروید ۱۵ برای تعدادی از گوشی‌های پرچمدار و میان‌رده‌ی سامسونگ، آخرین آپدیت بزرگ خواهد بود.

57
یک روز پیش
چطور آیفون گم‌ شده یا دزدیده شده را پیدا کنیم؟

یکی از امکانات امنیتی و مهم گوشی‌های هوشمند، قابلیت ردیابی و کنترل آن‌ها از راه دور است؛ اما چطور باید آن را فعال و استفاده کرد؟

18
یک روز پیش

نظرات

0 دیدگاه ثبت شده، نظر تو چیه؟

برای درج نظر وارد شو یا ثبت‌نام کن

با چشم باز خرید کنید
زومیت شما را برای انتخاب بهتر و خرید ارزان‌تر راهنمایی می‌کند
ورود به بخش محصولات