この小さな「コンピューター」は藻類でのみ動作します

何が降っているかというと、電気エネルギーを得る新たな方法を見つけることが不可欠です。実際には新しい検索ではありませんが。科学者たちは長い間、代替的でクリーンで安価な電力供給方法を見つけようと努力してきました。太陽エネルギーは、特にスペイン南部のような日照時間の長い場所では最も役立ちますが、夜間や曇りの季節には電池を使用する必要があります。では、太陽エネルギーを利用しながら、同時にバッテリーとしても機能する方法があったらどうなるでしょうか?ツーインワン！そうですね、基本的にはケンブリッジ大学の科学者チームが最近行ったことです。彼らは藻類の助けだけで小型コンピューターを6か月間動かし続けることに成功した。

そうですね、実はシアノバクテリアです。過去には、そして場合によっては現在でも、それらは光合成を実行する能力があるため、藍藻として知られていました。しかし、時間が経つにつれて、それらは実際には細菌のような原核生物であることが証明されました。したがって、それらは残りの藻類の分類には対応しません。いずれにせよ、ここで重要なのはまさに光合成です。なぜなら、その結果が『エネルギーと環境科学』誌に掲載されているこれらの科学者たちは、植物、藻類、シアノバクテリアのこの自然なメカニズムを利用して電気を得ることに成功したからです。

電気は依然として電子からなる電流の結果であるため、これは実際には理にかなっています。光合成中、太陽光は光合成生物がエネルギーを得るために使用する電子伝達鎖を活性化します。しかし、そのエネルギーを私たちも活用したらどうなるでしょうか?

新しい電気の形を求めて

これらの科学者の目標は、いわゆるモノのインターネットに電力を供給するための新しい形態のエネルギーを入手することでした。これは、Twitter を見たり、WhatsApp メッセージを送信したり、このような記事を読んだりするために携帯電話で使用するものではありません。これは、家電製品、車両、環境センサーなどのオブジェクトを接続し続けるインターネットです。これらは、電力供給がないことで目立つ遠隔地で見つけることができます。

このため、これらの科学者は、太陽エネルギーを使用する太陽電池の助けを借りて電気を得ることができると考えました。問題は電池の必要性であり、電池の必要性は質量の増加を伴い、さらに有毒物質の使用につながる可能性があります。

このタイプの太陽電池は遠隔地で電力を得るために使用できる可能性があります

そこで彼らは、太陽エネルギーも利用するが、従来の電池を必要としない自然ベースの方法を探すことにしました。これは必然的に光合成について考えることにつながります。太陽光を利用してエネルギーを得るというのは、今でも自然の仕組みです。ゼラニウムを使用すると効率が悪くなります。彼らはより小さくて成長しやすいものが必要だったので、藍藻、より正確にはシアノバクテリアを思いつきました。

具体的には、遍在性の高い青緑色の淡水藻類であるシネコシスティス属に焦点を当てました。つまり、それらは地球全体に広がっています。

藍藻をベースにした「電池」

光合成中、太陽光からの光子は葉緑体と呼ばれる細胞区画に存在する色素を励起し、電子の損失を引き起こします。これらは、電子を捕獲したり失ったりすることができるさまざまな分子によって形成された輸送連鎖を通って移動し、電流の形成に有利になります。

最終的には、電池で起こることと同様のことが起こり、アノードと呼ばれる 1 つの材料が酸化して電子を失い、その電子がカソードと呼ばれる別の材料に移動します。この場合、彼の発明には、電池の製造に使用される他の材料よりもリサイクルしやすいアルミニウムのより線で構成されるアノードが含まれていたため、両方のメカニズムが混合されました。

リサイクルが容易なため、陰極にはアルミニウムが使用されました

その結果、平方センチメートルあたり 4 マイクロワットを生成できる生物学的光電池が誕生しました。しかし、最も素晴らしいのは、暗闇の中に放置されていても、藻類が蓄えた栄養分を利用して電力を生成し続けたことです。確かに電流は弱かったですが、マイクロプロセッサに電力を供給し続けるには十分でした。研究室の環境光のみを使用して、研究者はなんとか 6 か月間稼働し続けることができました。

確かに、電気を得る藻類の力を研究したのは彼らが最初の科学者ではない。しかし、特にこれほど長期間にわたってプロセッサに電力を供給することが可能になったのは初めてのことです。もちろん、これは非常に予備的な研究段階ではありますが、これらの結果は、この方向に沿って研究を続けるのに十分な楽観的な見方を提供します。