Здравствуйте, уважаемые подписчики и гости моего канала. Все мы с вами окружены многочисленными источниками энергии, но вся загвоздка в том, что к большинству из них мы просто не можем подключиться.
В своей новой научной работе инженеры из Швейцарии продемонстрировали экологичный способ изготовления наногенераторов из губчатой древесины, которые можно использовать для создания деревянного пола, способного генерировать электроэнергию буквально при каждом шаге.
Как работают наногенераторы из губчатой древесины
Созданный учеными материал работает с так называемым пьезоэлектрическим эффектом, суть которого заключена в том, что при сжатии материала (в результате механического воздействия) на нем образуются области с положительными и отрицательными зарядами, создавая напряжение при подключении.
В новой своей научной работе инженеры из ETH Zurich и EMPA, решили исследовать пьезоэлектрический эффект такого материала как дерево. В нормальном состоянии этот материал недостаточно гибок для того, чтобы производить достаточное количество электроэнергии. Поэтому ученые нашли способ, как модернизировать дерево для повышения отдачи.
Древесину решили подвергнуть процессу под названием «делигнификация». Все дело в том, что лигнины – это естественные полимеры, которые играют роль поддерживающих структур в клетках растений, особенно в деревьях. Именно этот природный полимер делает само дерево и его кору таким жестким и прочным.
Процесс удаления некоторых лигнинов позволил сделать древесину более губчатой. Таким образом, ее можно было легко сжать, а затем вернуть первоначальное состояние после снижения давления на губчатое дерево.
Два эксперимента в одном
Ученые решили изначально опробовать два варианта извлечения лигнина. В первом случае дерево решили вымочить в ванне с перекисью водорода и уксусной кислотой. А во втором случае решили применить гриб Ganoderma applanatum, который разлагает лигнин из древесины.
Таким образом, были получены две формы губчатой древесины, которые ученые испытали в качестве пьезоэлектрического генератора.
Первой на очереди была древесина, полученная с применением кислотной ванны. Так вот изучаемый куб со сторонами 1,5 см оказался способен генерировать порядка 0,63 Вольт. При этом генератор оставался полностью стабильным более 600 циклов.
Затем инженеры набрали 30 аналогичных блоков, и подвергли их сжатию весом аналогичным весу взрослого человека. Выработанной таким образом энергии оказалось достаточно для того, чтобы загорелся ЖК-дисплей.
Затем наступила очередь испытания дерева, обработанного с помощью гриба. Так вот такая древесина показала себя в роли генератора еще лучше. Аналогичный куб выдавал максимальное напряжение в 0,87 Вольт. Кроме этого применение гриба гораздо более экологично и экономично.
Так инженеры предполагают, что генератор древесной губки может найти применение в качестве энергоемкого материала для полов и в качестве носимых датчиков. Результатами проделанной работы ученые поделились на страницах журналов ACS Nano и Science Advances.
Много интересного и познавательного вы сможете найти в моем телеграмм канале 👉Энергофиксик 👈
Понравился материал? Тогда оцените его и не забудьте подписаться на канал. Спасибо за ваше внимание!