Наногенераторы из губчатой древесины обеспечивают получение энергии от умных полов

Вокруг нас есть бесчисленные источники энергии, нам просто нужно придумать, как к ним подключиться.

Сейчас швейцарские исследователи продемонстрировали экологически чистый способ изготовления полов из губчатой древесины, которые могут вырабатывать электричество с каждым шагом.

Деревянные губчатые наногенераторы

Материал работает с использованием так называемого пьезоэлектрического эффекта. По сути, поскольку материал сжимается под механическим напряжением, положительные и отрицательные заряды отделяются от противоположных поверхностей, генерируя напряжение при подключении.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Если вы делаете пол из этих материалов, то вы можете собирать энергию и со ступеней, когда люди ходят по ним. Этот принцип применен в тротуарной плитке PaveGen и на футбольных полях, которые питают собственное освещение. Похожие полы, которые накапливают энергию, вместо этого используют трибоэлектрический эффект, в котором электричество вырабатывается за счёт трения, когда нановолокна трутся друг о друга.

В новых исследованиях исследователи из ETH Цюриха и EMPA исследовали пьезоэлектрический потенциал общего строительного материала - древесины. Обычно он недостаточно гибкий, чтобы вырабатывать много электричества, поэтому команда разработала способ дать ему больше отдачи.

Исследователи подвергли дерево процессу, называемому "делигнификация". Лигнины - это природные полимеры, которые выступают в качестве несущих конструкций в ячейках растений, особенно в дереве и коре, что сохраняет их жесткость и прочность. Удаление некоторых из этих лигнинов сделало древесину более губчатой, поэтому она может быть легко сжата, а затем вернуться к своей первоначальной форме, когда давление выключено.

В первом тесте команда делигнифицировала древесину, замачивая ее в ванне с перекисью водорода и уксусной кислотой. Во втором они экспериментировали с более мягким методом - с использованием гриба под названием Ganoderma appanatum, который разлагает лигнин из дерева.

Обе формы губчатой древесины были испытаны в лаборатории в качестве пьезоэлектрического генератора. В начале был куб материала сторона которого была размером около 1,5 см, сделанный с помощью кислотной ванны. Он мог вырабатывать около 0,63 В, что давало питание небольшому датчику и было стабильным в течение 600 циклов. Команда собрала 30 таких блоков вместе и сжала их примерной массой взрослого человека, и этого оказалось достаточно, чтобы зажечь ЖК-дисплей.

Губчатая древесина, изготовленная с помощью грибка, работала еще лучше - куб того же размера вырабатывал максимальное напряжение 0,87 В. Другое преимущество этого метода, по словам команды, заключается в том, что он более экологичен.

Исследование показало, что такой губчатый генератор древесины может быть полезен как в качестве энергосберегающего материала для напольных покрытий, так и в качестве износостойкого датчика. В другом недавнем исследовании группа продемонстрировала другие способы применения, например, древесину, которая светится под ультрафиолетовыми лучами.

Результаты исследования были опубликованы в журналах ACS Nano и Science Advances. опубликовано econet.ru по материалам newatlas.com

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet