Spannend: Forscher betreiben CPU über Monate mit Algen-Antrieb

John Woll, 16.05.2022 20:07 Uhr 1 Kommentare
Immer mehr Geräte wollen mit Strom versorgt werden, was die Entwicklung von alternativen Lösungen vorantreibt. Jetzt können Wissenschaftler vermelden, dass sie einen Prozessor über Monate mit einer Art Algen-Antrieb mit Strom versorgt haben. Licht: mehr braucht es nicht.

So groß wie eine AA-Batterie, aber angetrieben vom Licht

Wie kann man die zunehmende Anzahl an kleinen Sensoren, Geräten und anderen Anwendungen aus dem Bereich Internet of Things effektiv mit Strom versorgen? Wissenschaftler der Universität Cambridge geben auf diese Frage jetzt eine recht innovative Antwort, die sich schon im Alltag beweisen durfte: ein System, in etwa in der Größe einer AA-Batterie, in dem die Algenart "Synechocystis" auf natürliche Weise durch Photosynthese Energie von der Sonne gewinnt. "Der dadurch erzeugte winzige elektrische Strom interagiert dann mit einer Aluminiumelektrode und wird zur Versorgung eines Mikroprozessors verwendet", so die Forscher zu dem Aufbau.

Algen-Antrieb (Paolo Bombelli)
Läuft seit Monaten ohne Probleme: Algen-Antrieb (Paolo Bombelli)

Dr. Paolo Bombelli von der Abteilung für Biochemie der Universität Cambridge und Erstautor der Studie zeigt sich dabei selbst von der Ausdauer des Systems überrascht. Demnach sei das Experiment mit der Annahme gestartet, dass der Mechanismus wohl nach ein paar Wochen seinen Dienst versagen würde. "Wir waren beeindruckt, wie beständig das System über einen langen Zeitraum hinweg funktionierte", so Bombelli. Laut Newscientist hatte der Wissenschaftler den Algen-Antrieb für sechs Monate einfach auf seiner Fensterbank gelagert - mitsamt der Licht- und Temperaturschwankungen.

IoT für eine smarte Welt
Infografik: IoT wird immer wichtiger

Der Bericht liefert dabei auch Details: Demnach war das System an einen Arm Cortex M0+-Prozessor angeschlossen, der in einem Zyklus von 45 Minuten Summen aufeinanderfolgender ganzer Zahlen bei einem Strombedarf von 0,3 Mikrowatt berechnete. Darauf folgte ein 15-minütiger Standby-Zyklus bei 0,24 Mikrowatt. In sechs Monaten war kein Energieabfall zu verzeichnen - im Gegenteil: auch weitere sechs Monate später tut das System immer noch seinen Dienst.

IoT wird rasant wachsen

"Das wachsende Internet der Dinge benötigt immer mehr Energie, und wir glauben, dass diese von Systemen kommen muss, die Energie erzeugen können, anstatt sie einfach in Batterien zu speichern", so Professor Christopher Howe, einer der Hauptautoren der Studie. Das jetzt entwickelte "fotosynthetische Gerät" habe einen entscheidenden Vorteil: Entgegen einer Batterie, die sich entlädt, wird hier schlicht Licht als Energiequelle genutzt.

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