En una visión espantosa de un futuro aislado de la luz del sol, las máquinas sobrecargadas en la serie de películas Matrix se convirtieron en cuerpos humanos dormidos como fuentes de electricidad. Si hubieran tenido luz solar, las algas, sin duda, habrían sido la mejor opción.
Ingenieros de la Universidad de Cambridge en el Reino Unido han hecho funcionar un microprocesador durante más de seis meses usando nada más que la corriente generada por una especie común de cianobacteria. El método está destinado a proporcionar energía para grandes enjambres de dispositivos electrónicos.
“La creciente Internet de las cosas necesita una cantidad cada vez mayor de energía, y creemos que tendrá que provenir de sistemas que puedan generar energía, en lugar de simplemente almacenarla como baterías”, dice Christopher Howe, bioquímico y (suponemos) no humano mecánico.
A diferencia del lado de Internet que usamos para twittear y compartir clips de TikTok, el Internet de las cosas conecta objetos menos obstinados, como lavadoras, cafeteras, vehículos y sensores ambientales remotos. En algunos casos, estos dispositivos funcionan lejos de una red eléctrica. A menudo, están tan alejados, o en lugares tan inconvenientes, que no hay una manera fácil de colocar una batería nueva cuando se agotan, o reparar su fuente de alimentación en caso de que se deteriore o se rompa. Para la tecnología que funciona con un simple parpadeo de corriente, la solución es simplemente absorber la energía del medio ambiente, capturar movimientos, carbono, luz o incluso calor residual y usarlo para generar voltaje.
Las celdas fotovoltaicas (energía solar) son una solución obvia en el mundo actual, dado el rápido progreso que se ha logrado en los últimos años para obtener más energía de cada rayo de sol. Sin embargo, si desea energía durante la noche, deberá agregar una batería a su dispositivo, lo que no solo agrega masa, sino que requiere una combinación de sustancias potencialmente costosas e incluso tóxicas.
La creación de una fuente de energía ‘viva’ que convierte el material en el medio ambiente, como el metano, crea una celda de energía más ecológica y simple que no se debilitará con la puesta del sol. Por otro lado, se quedarán sin jugo en el momento en que se agote su suministro de alimentos.
Las algas podrían ser la solución que brinde una opción intermedia, actuando como una célula solar y una batería viva para proporcionar una corriente confiable sin necesidad de recargas de nutrientes. Las algas, que ya se están explorando como fuente de energía para operaciones más grandes, también podrían proporcionar energía para innumerables dispositivos pequeños.
“Nuestro dispositivo fotosintético no se agota como lo hace una batería porque utiliza continuamente la luz como fuente de energía”, dice Howe.
Su sistema biofotovoltaico utiliza lana de aluminio como ánodo, principalmente porque es relativamente fácil de reciclar y representa un problema menor para el medio ambiente en comparación con muchas otras opciones. También brindó al equipo la oportunidad de investigar cómo interactúan los sistemas vivos con las baterías de aluminio-aire generadoras de energía. La parte ‘bio’ de la célula era una cepa de cianobacteria de agua dulce llamada Synechocystis, seleccionada por su ubicuidad y por el hecho de que ha sido estudiada tan extensamente.
En perfectas condiciones de laboratorio, una versión de la celda del tamaño de una batería AA logró producir poco más de cuatro microvatios por centímetro cuadrado. Incluso cuando las luces estaban apagadas, las algas continuaron descomponiendo las reservas de alimentos para generar una corriente más pequeña pero aún apreciable. Puede que no parezca mucho, pero cuando solo necesita un poco de energía para operar, el poder de las algas podría ser justo lo que necesita.
A un procesador programable de 32 bits con conjunto de instrucciones reducido que se usa comúnmente en microcontroladores se le dio un conjunto de sumas para masticar durante una sesión de 45 minutos, seguida de un descanso de 15 minutos. Dejado a la luz ambiental del laboratorio, el procesador realizó esta misma tarea durante más de seis meses, demostrando que las baterías simples basadas en algas son más que capaces de hacer funcionar computadoras rudimentarias.
“Nos impresionó la consistencia del funcionamiento del sistema durante un largo período de tiempo, pensamos que podría detenerse después de unas pocas semanas, pero siguió funcionando”, dice el bioquímico Paolo Bombelli.
Dada la velocidad a la que estamos encontrando nuevas formas de incorporar productos electrónicos en artículos cotidianos, está claro que no podemos seguir produciendo baterías de iones de litio para alimentarlos a todos. Y, francamente, usar cuerpos humanos dormidos para alimentar grandes enjambres de computadoras es simplemente una exageración. ¿No es así, máquinas?
Esta investigación fue publicada en Energy & Environmental Science.
Fuente: Science Alert.
