باحثون يطورون آلية لتوليد الكهرباء من "الطحالب الزرقاء"

طور باحثون في جامعة "كامبريدج" البريطانية طريقة جديدة لتوليد الطاقة الكهربائية عن طريق الاستعانة بنوع مألوف من ”الطحالب الزرقاء“ وتمكنوا من استخدام الطاقة المولدة في تطوير معالج دقيق يمكنه تشغيل أجهزة صغيرة لفترة متواصلة.

واستعان الباحثون في تجربتهم بنوع منتشر من الطحالب الزرقاء غير السامة، تسمى "Synechocystis"، التي تولد الطاقة بشكل كبير من الشمس من خلال عملية التمثيل الضوئي، لتطوير معالج دقيق يمكنه العمل لمدة ستة أشهر متواصلة مستخدما فقط الضوء الطبيعي.

وقال الباحثون إن نظامهم الجديد -الذي يمكن مقارنته ببطارية من نوع AA في الحجم- يتمتع بقدرة على تشغيل أجهزة إلكترونية صغيرة في الوقت الحالي، حيث يتفاعل التيار الكهربائي الصغير الذي يتم توليده من عملية التمثيل الضوئي مع قطب كهربائي من الألمونيوم لتشغيل المعالج الدقيق.

وأضافوا أن النظام يتكون من مواد غير مكلفة وقابلة لإعادة التدوير لتصبح قابلة للتكرار "مئات آلاف المرات“ لتشغيل عدد كبير من الأجهزة الصغيرة كجزء من "إنترنت الأشياء".

بدوره، قال البروفيسور كريستوفر هاو، من قسم الكيمياء الحيوية بـ"جامعة كامبريدج"، وقائد فريق من البحث "يحتاج إنترنت الأشياء إلى قدر متزايد من الطاقة. لذا، نعتقد أنه يجب أن يأتي من أنظمة يمكنها توليد الطاقة، بدلاً من تخزينها، مثل: البطاريات".

وأضاف أن "جهاز التمثيل الضوئي الخاص بنا لا يعمل بالطريقة التي تعمل بها البطارية لأنها تستخدم الضوء باستمرار كمصدر للطاقة".

وفي التجربة، استخدم فريق البحث الجهاز لتشغيل معالج دقيق يتم الاستعانة به على نطاق واسع في أجهزة ”إنترنت الأشياء“، إذ تعمل هذه الأجهزة في بيئة منزلية وظروف شبه خارجية في ظل الضوء الطبيعي وتقلبات درجات الحرارة المرتبطة بها.

وخضعت التجربة للملاحظة لمدة ستة أشهر مع إنتاج الطاقة المستمر.

من جانبه، قال باولو بومبيلي من قسم الكيمياء الحيوية بالجامعة والمؤلف الأول للورقة البحثية ”لقد تأثرنا بمدى استمرار عمل النظام على مدار فترة زمنية طويلة.. اعتقدنا أنه قد يتوقف بعد بضعة أسابيع ولكنه استمر".

يذكر أن الطحالب لا تحتاج إلى تغذية؛ لأنها تفعل ذلك ذاتيّا من خلال عملية التمثيل الضوئي.

وعلى الرغم من أن العملية تتطلب الضوء، إلا أن الجهاز يمكنه الاستمرار في إنتاج الطاقة خلال فترات الظلام أيضًا، إذ إن الطحالب هذه تعالج بعض طعامها في الظلام؛ ما يجعل عملية توليد الطاقة مستمرة دائمًا.

وأشار الباحثون ،أيضًا، إلى أن تشغيل مئات الملايين من الأجهزة الصغيرة، مثل: الساعات الذكية، وأجهزة استشعار درجة الحرارة، باستخدام بطاريات ”أيونات الليثيوم"، شيء غير عملي تمامًا، إذ تحتاج إلى كمية أكبر بثلاث مرات مما يتم إنتاجه سنويّا، بالإضافة إلى أن تصنيعها يتم باستخدام مواد خطيرة على البيئة.