Hace casi tres mil millones de años, las capas oceánicas de cianobacterias, llamadas algas verdeazuladas , transformaron la atmósfera de la Tierra al convertir el dióxido de carbono en el oxígeno que respiramos los animales complejos. En su tiempo en el planeta, han sobrevivido a cinco extinciones masivas con nada más que luz y agua. Y ahora, en un pequeño tanque en el alféizar de una ventana en Inglaterra, esta biotecnología de mil millones de años está prestando su experiencia a un novato relativo.
El tanque, construido por científicos de Cambridge , tiene aproximadamente el tamaño de una batería AA y tiene cuatro ventanas de plástico colocadas en un marco de aluminio simple. En el interior, una colonia de algas absorbe la luz solar y la convierte en alimento mediante la fotosíntesis. En el proceso, producen una pequeña corriente eléctrica, que llega a los electrodos del marco de aluminio. A estos, los investigadores adjuntaron un chip de computadora de bajo consumo programado para funcionar en ciclos (45 minutos encendido y 15 en modo de espera) y dejaron este curioso aparato con sus propios dispositivos durante seis meses.
Para su sorpresa, resoplaba continuamente y sin quejarse.
“Nos impresionó la consistencia con la que funcionó el sistema durante un largo período de tiempo; pensamos que podría detenerse después de unas pocas semanas, pero siguió funcionando”, dijo Paolo Bombelli, bioquímico de Cambridge y primer autor de un artículo sobre el trabajo .
Además de ser una fuente de energía simple construida con piezas y materiales fácilmente disponibles, el sistema funciona día y noche (a diferencia de la energía solar). El equipo piensa que las algas producen alimentos en exceso durante el día, por lo que continúan masticando felizmente y produciendo electricidad durante la noche. Aunque el documento aborda sus hallazgos de solo ese primer período de seis meses, su computadora alimentada por algas ahora ha estado funcionando continuamente durante un año (y contando).
Es un truco bastante ingenioso, pero probablemente sea necesario escalarlo un poco. El sistema produce una pequeña cantidad de corriente. El chip, un Arm Cortex M0+ comúnmente utilizado en aplicaciones de Internet de las cosas, consume solo 0,3 microvatios por hora para realizar cálculos muy básicos. Como señala The Verge , si su computadora portátil promedio usa alrededor de 100 vatios por hora, necesitaría millones de estos recolectores de energía de algas solo para revisar su correo electrónico o desconectarse en una reunión de Zoom.
Pero los investigadores no están apuntando a las computadoras portátiles. Más bien, creen que las iteraciones futuras encontrarán una aplicación de nicho que impulse los miles de millones o billones de sensores y chips simples que componen la Internet de las cosas. Estos pueden tomar medidas de las condiciones locales en ubicaciones remotas, por ejemplo, o pueden cargar un dispositivo pequeño.
“[Escalar] no es del todo sencillo. Entonces, poner uno en su techo no proporcionará el suministro de energía para su casa en esta etapa”, dijo el autor principal Christopher Howe a New Scientist . “Hay mucho más por hacer en ese frente. Pero [podría funcionar] en áreas rurales de países de bajos y medianos ingresos, por ejemplo, en aplicaciones donde una pequeña cantidad de energía podría ser muy útil, como sensores ambientales o cargar un teléfono móvil”.
Pero hay margen de mejora. Hay miles de especies de cianobacterias, y el equipo ha encontrado que algunas producen más corriente que otras. Además, en investigaciones anteriores, el equipo modificó genéticamente las cianobacterias para producir electricidad de manera más eficiente .
Otros beneficios son más evidentes de inmediato. Los materiales necesarios son reciclables, baratos y escalables. Mientras que las baterías y las células solares son sucias para producir y requieren materiales que no siempre están disponibles, como el litio y los elementos de tierras raras, el aluminio, el plástico, las algas y el agua se obtienen más fácilmente y con menos desorden. El equipo incluso ha probado un modelo del sistema reutilizando botellas de agua de plástico comunes.
La esperanza es que este tipo de sistema pueda replicarse cientos de miles de veces para alimentar dispositivos de punta y potencialmente ser comercialmente viable en cinco años. Queda por ver si eso resulta ser cierto, pero parece que podemos necesitar formas alternativas de poder a pesar de todo. El equipo estima que hacer funcionar trillones de dispositivos con baterías de iones de litio requeriría el triple del litio producido cada año. Y como Stewart Brand le dijo recientemente a The New York Times , el progreso se trata de “agregar opciones”.
En cualquier caso, ¿no sería conveniente que el organismo que nos dio el aire que respiramos termine, entre otras cosas, ayudándonos a medirlo y mantenerlo también limpio?
Fuente:
Dorrier, J. (2022h, mayo 22). This Algae Powered a Computer for a Year With Just Water and Sunlight. Singularity Hub. Recuperado 23 de mayo de 2022, de https://singularityhub.com/2022/05/22/this-algae-powered-a-computer-for-a-year-with-just-water-and-sunlight/