System Algae yn 'troi'n' gelloedd bioffotovoltaig adnewyddadwy

Defnyddiodd ymchwilwyr Prydain algâu glas-gwyrdd eang i bweru microbrosesydd am flwyddyn, gan ddefnyddio golau a dŵr amgylchynol yn unig. Mae gan y system y potensial i bweru dyfeisiau bach mewn ffordd ddibynadwy ac adfywiol. Cyhoeddwyd yr ymchwil yn ddiweddar yn y cyfnodolyn Energy and Environmental Science.

Mae'r system yn ymwneud â maint batri AA ac mae'n cynnwys algâu nad ydynt yn wenwynig o'r enw Synechocystis sy'n cynaeafu ynni o'r haul yn naturiol drwy ffotosynthesis, cynhyrchu cerrynt trydanol bach sy'n rhyngweithio ag electrodau alwminiwm ac a ddefnyddir i bweru microbrosesydd sy'n cael ei bweru ganddo.

Mae'r system yn cael ei gwneud o ddeunyddiau cyffredin, rhad ac ailgylchadwy yn bennaf. Mae hynny'n golygu y gellir ei ailadrodd yn hawdd gannoedd o filoedd o weithiau i bweru llu o ddyfeisiau bach fel rhan o'r Rhyngrwyd Pethau. Dywed yr ymchwilwyr ei fod yn fwyaf defnyddiol mewn sefyllfaoedd oddi ar y grid neu mewn ardaloedd anghysbell, lle gallai swm bach o drydan arwain at fanteision mawr.

Dywedodd cyd-uwch awdur y papur, yr Athro Christopher Howe, Yr Adran Biocemeg, Prifysgol Caergrawnt, y DU: "Mae'r Rhyngrwyd Pethau sy'n tyfu yn gofyn am fwy a mwy o drydan, ac rydym yn credu bod yn rhaid i hyn ddod o systemau sy'n gallu cynhyrchu ynni, nid rhywbeth fel Mae'n storio ynni mor hawdd â batri." Ac nid yw'r ddyfais ffotosynthetig hon yn rhedeg allan o bŵer fel batri oherwydd ei bod yn defnyddio golau fel ffynhonnell ynni yn gyson.

Mewn arbrofion, cadarnhawyd bod y ddyfais yn cael ei defnyddio'n eang i bweru microbrosesydd mewn dyfeisiau IoT. Mae Rhyngrwyd Pethau yn rhwydwaith mawr a chynyddol o ddyfeisiau electronig, pob un yn defnyddio dim ond ychydig o drydan, yn casglu ac yn rhannu data amser real dros y Rhyngrwyd. Gan ddefnyddio sglodion cyfrifiadurol cost isel a rhwydweithiau di-wifr, mae biliynau o ddyfeisiau yn rhan o'r rhwydwaith hwnnw, o glyfar i synwyryddion tymheredd mewn gorsafoedd pŵer. Erbyn 2035, disgwylir i'r rhif hwn dyfu i un ddyfais triliwn, sy'n gofyn am symiau enfawr o ynni cludadwy.

Mae'r ymchwilwyr hefyd yn esbonio pam y gall y ddyfais weithredu mewn amgylchedd domestig neu gyflyrau lled-awyr agored gyda golau naturiol ac amrywiadau cysylltiedig yn y tymheredd. Nid oes angen bwydo'r algâu, mae'n cynhyrchu ei fwyd ei hun yn ystod ffotosynthesis, ac er bod ffotosynthesis yn gofyn am olau, gall y ddyfais barhau i gynhyrchu trydan hyd yn oed mewn amgylcheddau tywyll oherwydd bod yr algâu'n parhau i brosesu rhywfaint o fwyd yn absenoldeb golau, Ac mae hyn yn parhau i gynhyrchu'r presennol. Gohebydd Zhang Mengran

Mae cymhlethdod y cyflenwad pŵer IoT ymhell y tu hwnt i ddychymyg pobl. Nid yw llawer o'r atebion presennol yn berthnasol mwyach: yn gyntaf, mae'r defnydd o fatris lithiwm-ion i bweru triliwn o ddyfeisiau IoT wedi'i ystyried yn anymarferol gan ei fod yn gofyn am dair gwaith cymaint o lithiwm ag y mae'r byd yn ei gynhyrchu bob blwyddyn; yn ail, dyfeisiau ffotofoltäig traddodiadol Mae materion dadleuol hefyd gyda deunyddiau gweithgynhyrchu; ac efallai y bydd angen ystod eang iawn o fewnbwn wrth ddefnyddio pŵer IoT tra'n cynnal effeithlonrwydd uchel heb orboethi'r system. Yn yr achos hwn, mae gwyddonwyr wedi troi eu sylw at gelloedd ffotofoltäig algaidd, nad ydynt o reidrwydd yn dod yn ateb prif ffrwd, ond yn darparu mwy o opsiynau ar gyfer cynyddu perfformiad mewn defnydd hirdymor tra'n lleihau colledion.