Nouvelle batterie fiable et renouvelable alimentée par des algues pour alimenter l’IoT

Une équipe de chercheurs de l’Université d’Oxford, au Royaume-Uni, a réussi à alimenter un microprocesseur pendant une année entière en utilisant uniquement des algues, de la lumière et de l’eau, selon une étude publiée dans la revue Energy & Environmental Science. Le système est immobile et les auteurs pensent qu’il a le potentiel d’être une source d’énergie pour alimenter de petits appareils.

Le système utilise une algue non toxique appelée Synechocystis qui peut récolter l’énergie du soleil grâce à la photosynthèse. Le courant électrique généré peut interagir avec une électrode en aluminium, qui est ensuite utilisée pour alimenter un microprocesseur.

Comme le système n’utilise que des matériaux courants et bon marché, il pourrait être reproduit des milliers de fois pour alimenter de petits appareils dans le cadre de l’Internet des objets. Le Internet des objets — IoT — est un réseau croissant d’appareils électroniques dotés de capteurs, de capacités de traitement, de logiciels et d’autres technologies pour se connecter à d’autres appareils sur Internet — cela inclut, par exemple, les téléphones portables, les montres intelligentes et même les capteurs de température dans les centrales électriques. Il existe déjà des millions de ces appareils, et leur nombre devrait atteindre un billion d’ici 2035, et nombre d’entre eux auront besoin d’une source d’énergie portable. Les auteurs suggèrent que cette approche pourrait être déterminante dans les endroits hors réseau ou éloignés, où même de petites quantités d’énergie pourraient être très bénéfiques.

“La croissance de l’Internet des objets nécessite une quantité croissante d’énergie, et nous pensons que cela devra provenir de systèmes capables de générer de l’énergie, plutôt que de simplement la stocker comme des batteries”, a déclaré le professeur Christopher Howe du département de biochimie de l’Université de Cambridge. co-auteur principal de l’article. “Notre appareil photosynthétique ne se décharge pas comme une batterie, car il utilise continuellement la lumière comme source d’énergie.”

Dans l’étude, l’appareil alimentait un Arm Cortex M0+, un microprocesseur très courant dans l’Internet des objets. Il fonctionnait dans un environnement domestique et semi-extérieur en utilisant la lumière naturelle et était soumis à des variations de température. Il a à peu près la taille d’une pile AA et a été construit avec des matériaux courants, bon marché et largement recyclables.

“Nous avons été impressionnés par la régularité du fonctionnement du système sur une longue période – nous pensions qu’il pourrait s’arrêter après quelques semaines, mais il a continué”, a déclaré le Dr. Paolo Bombelli du département de biochimie de l’Université de Cambridge et premier auteur de l’article.

Surtout, les algues n’ont pas besoin de se nourrir car elles peuvent photosynthétiser leur propre nourriture. L’appareil peut même continuer à fonctionner dans l’obscurité, même si les algues arrêteront la photosynthèse. Les chercheurs pensent que c’est parce que les algues peuvent continuer à traiter leur nourriture lorsqu’il n’y a pas de lumière et continuent à générer un courant électrique.

Les auteurs pensent que cela pourrait être une alternative sérieuse aux batteries au lithium. Alimenter des billions d’appareils avec des batteries au lithium sera pratiquement impossible : les fabricants auraient besoin de trois fois plus de lithium que ce qui est actuellement produit dans le monde. En outre, photovoltaïque les appareils utilisent des matières dangereuses ayant des effets environnementaux néfastes, ce qui signifie qu’ils ne sont pas non plus une option.

Bombelli P, Savanth A, Scarampi A, Rowden S, Green D, Erbe A, Årstøl E, Jevremovic I, Hohmann-Marriott M, Trasatti S, Ozer E et Howe C (2022) Alimenter un microprocesseur par photosynthèse. Sciences de l’énergie et de l’environnement, https://doi.org/10.1039/D2EE00233G


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