Подове от пореста дървесина генерират енергия от ходенето

Навсякъде около нас има подценени енергийни източници. Би било чудесно, ако можем да разберем как да ги използваме. Сега швейцарски изследователи демонстрираха екологичен начин да се направи пореста дървена настилка, която може да генерира електричество с всяка човешка стъпка.

Материалът работи, използвайки така наречения пиезоелектричен ефект. По същество, тъй като материалът се свива при натиска от стъпващото ходило, положителните и отрицателните заряди се разделят на противоположните повърхности, генерирайки напрежение, когато бъдат свързани.

Ако бъде направена подова настилка от подобни материали, според учените, тя ще може да събира енергия от стъпките, докато хората вървят отгоре. Този принцип е заложен и в тротоарните плочки на PaveGen – даже има цели футболни игрища, които захранват собственото си осветление по този начин. Подобни подови настилки за събиране на енергия могат да се направят и на база т. нар. трибоелектричен ефект, при който електричеството се генерира чрез триене, докато нановлакната се трият едно в друго.

Изследователите от от ETH Zurich и EMPA са изследвали пиезоелектрическия потенциал на един често срещан строителен материал – дървото. Обикновено той не е достатъчно гъвкав, за да генерира много електричество, така че екипът е разработил начин да му даде повече „възможности“. Учените подложили дървесината на обработка с процес, наречен „делигнификация“. Лигнините са естествени полимери, които действат като поддържащи структури в клетките на растенията, особено в дървото и кората. Това именно ги прави твърди и здрави. Премахването на някои от тези лигнини прави дървото много по-“гъбесто“, така че може лесно да се притисне и смачка, след което да се върне в първоначалната си форма при премахване на натиска.

При първия тест екипът премахнал лигнините от дървесината, като я накиснал във вана с водороден прекис и оцетна киселина. Във учените те експериментирали с по-нежен метод – използвайки гъбички, наречени Ganoderma applanatum, които изяждат лигнина.

И двете форми на порестата дървесина са били тествани в лабораторията като пиезоелектрически генератор. В първия опит кубче от материала със страна около 1,5 см – дървото, третирано в киселинната баня – успяло да генерира около 0,63 V. Това е достатъчно да захранва малък сензор. Системата е показала стабилност в продължение на 600 цикъла. Когато екипът събрал 30 подобни кубчета и ги компресира с теглото на средно едър възрастен човек, това било беше достатъчно да светне LCD дисплей.

Гъбестата дървесина, направена с помощта на гъбичките, се представила още по-добре – оказало се, че кубче със същия размер произвежда напрежение от 0,87 В. Другото предимство на този метод, казва екипът, е, че е по-екологичен.

Изследването предполага, че този вид генератор може да бъде полезен както за подови настилки, които събират енергия, така и като носим сензор.

Изследването е публикувано в списанията ACS Nano и Science Advances.

Коментари

Напиши коментар

E-mail адресът Ви няма да бъде публикуван




*