光合作用曾经为微处理器提供了六个多月的能量

最新研究表明，微处理器可以在环境光下利用光合微生物供电，而不需要外部电源。由埃姆雷沉思来自Arm和克里斯托弗·豪来自剑桥大学、英国、意大利和挪威的研究人员引入了蓝藻聚囊藻sp. PCC6803变成铝空气电池来制造生物光电装置。该设备与AA电池大小相似，由耐用且主要可回收的材料制成，不需要专用光源即可工作。这是第一个报道的生物电化学系统，能够在实验室控制条件之外持续为微处理器供电。

“我们决定不使用专门的能源来运行这个系统。我们需要证明我们可以在环境光下工作，而且我们能够做到。保罗Bombelli他是剑桥大学的主要研究人员之一。

该团队测试了铝基板的稳定性和生物相容性，并证明该系统可以在13.8-30.7°C的温度范围内，在不同的环境条件下连续为Arm Cortex-M0+处理器供电6个月。处理器执行1.23 × 10¹¹计算周期为45分钟，然后是15分钟的待机时间。该处理器完全由生物光伏电池供电，平均电流为1.4μA，电压为0.72V。只有当使用冰袋将温度降低到5°C时，该系统才会失效。

该团队有意让生物光伏系统不密封。一旦系统建立起来，Halomonas而且PseudomonaS种与集胞藻属物种。“我们故意不让系统处于无菌状态。通过允许污染物进入系统，我们允许生物群落的进化，”邦贝利解释道。“我们非常高兴地发现这种复杂复杂的文化混合在一起工作，这是系统运行良好的关键因素之一。”这些混合文化提供了一个稳定、持久的生物群落，但也有助于电子传递的过程。”

研究人员假设生物光伏系统通过电化学和生物电化学两种模式运作。在电化学模式下，微生物为电化学铝氧化提供了有利的环境，产生电子。在生物电化学模式下，电子直接从细菌转移，比如从外层细胞膜转移，然后穿梭到铝中。

“这里报道的生物光伏设备显示了生物学的不可预测性，但也显示了它的适应性和弹性。”在长达六个月的时间里，不需要补充生物阳极就能持续供电，这是非常了不起的。马林Sawa他是英国纽卡斯尔大学光合作用生物电子学方面的专家。“在生物发电方面，它似乎比我想象的要健壮得多，适应性也更强。”

该系统的应用包括为小型电子设备供电。该技术在偏远地区的应用潜力巨大，因为这些地区没有主电，而且需要定期更换电池，使用起来很不方便。

凯文·雷丁来自美国亚利桑那州立大学的光合能量转换专家，对该系统的稳定性印象深刻。“这项研究是一个令人鼓舞的概念证明，微生物细胞可以利用光合作用长期发电，足以为CPU供电。”这可能会说服工业界足够认真地对待这项技术，投入必要的时间和资源，将其发展成有用的技术。这种功率器件与小型cpu的配对可能会刺激芯片制造商在未来开发与生物光伏电池配合使用的新型节能芯片。”