Naukowcy stworzyli nanogeneratory drewna gąbczastego
Witajcie drodzy subskrybenci i goście mojego kanału. Wszystkich nas otacza wiele źródeł energii, ale haczyk polega na tym, że z większością z nich po prostu nie możemy się połączyć.
W swojej nowej pracy naukowej inżynierowie ze Szwajcarii zademonstrowali przyjazną dla środowiska metodę wytwarzania nanogeneratorów z gąbki drewno, które można wykorzystać do stworzenia drewnianej podłogi, która może generować energię elektryczną dosłownie w każdym miejscu krok.
Jak działają nanogeneratory drewna gąbkowego
Tworzony przez naukowców materiał działa z tzw. Efektem piezoelektrycznym, którego istota polega na tym, że gdy materiał jest ściskany (w w wyniku działania mechanicznego) powstają na nim obszary z ładunkami dodatnimi i ujemnymi, wytwarzając napięcie przy połączenie.
W swojej nowej pracy naukowej inżynierowie z ETH Zurich i EMPA postanowili zbadać efekt piezoelektryczny materiału takiego jak drewno. Zwykle ten materiał nie jest wystarczająco elastyczny, aby wytworzyć wystarczającą ilość energii elektrycznej. Dlatego naukowcy znaleźli sposób na zmodernizowanie drzewa, aby zwiększyć odrzut.
Postanowili poddać drewno procesowi zwanemu delignifikacją. Chodzi o to, że ligniny to naturalne polimery, które pełnią rolę struktur nośnych w komórkach roślinnych, zwłaszcza drzew. To właśnie ten naturalny polimer sprawia, że samo drzewo i jego kora są tak twarde i trwałe.
Proces usuwania części lignin spowodował, że drewno stało się bardziej gąbczaste. W ten sposób można go było łatwo skompresować, a następnie przywrócić do pierwotnego stanu po zwolnieniu nacisku na gąbczaste drzewo.
Dwa eksperymenty w jednym
Naukowcy postanowili wstępnie przetestować dwie opcje ekstrakcji ligniny. W pierwszym przypadku postanowili zanurzyć drzewo w kąpieli z nadtlenkiem wodoru i kwasem octowym. W drugim przypadku zdecydowali się użyć grzyba Ganoderma applanatum, który rozkłada ligninę z drewna.
W ten sposób uzyskano dwie formy gąbczastego drewna, które naukowcy przetestowali jako generator piezoelektryczny.
Pierwszym w kolejności było drewno otrzymane w kąpieli kwaśnej. Zatem badany sześcian o bokach 1,5 cm był w stanie wygenerować około 0,63 wolta. Jednocześnie generator pozostawał całkowicie stabilny przez ponad 600 cykli.
Następnie inżynierowie wzięli 30 podobnych klocków i poddali je ściskaniu o wadze zbliżonej do wagi osoby dorosłej. Wygenerowana w ten sposób energia wystarczyła do rozświetlenia wyświetlacza LCD.
Potem przyszła kolej na testowanie drzewa traktowanego grzybem. Tak więc takie drewno jeszcze lepiej sprawdziło się jako generator. Podobna kostka wytwarzała maksymalne napięcie 0,87 wolta. Poza tym użycie grzyba jest dużo bardziej przyjazne dla środowiska i ekonomiczne.
Dlatego inżynierowie sugerują, że generator gąbki drzewnej może znaleźć zastosowanie jako energochłonny materiał podłogowy i czujniki do noszenia. Naukowcy podzielili się wynikami prac na łamach czasopism ACS Nano i Science Advances.
Na moim kanale telegramowym 👉 można znaleźć wiele interesujących i pouczających informacjiEnergofiksik 👈
Podobał Ci się materiał? Następnie oceń go i nie zapomnij zasubskrybować kanału. Dziękuję za uwagę!