Zabudnuté heslo?
Prihlásenie

Nanogenerátor v drevenej podlahe napája žiarovku pomocou krokov

Nanogenerátor v drevenej podlahe napája žiarovku pomocou krokov
Autor:
Roman Mališka
Zverejnené:
14. 10. 2021
Hodnotenie:
Už ste hlasovali.

Myšlienka využívania ľudského pohybu na výrobu elektriny je niečo, čo už výskumníci skúšali v mnohých oblastiach, vrátane obuvi, oblečenia či ciest. Medzi tieto možnosti patrí aj podlaha, ktorá môže generovať energiu na napájanie elektroniky. Vedci z ETH v Zürichu teraz vyvinuli vysoko efektívnu formu tejto technológie a predviedli jej schopnosti napájaním žiarovky pomocou krokov.

Už v minulosti sme mohli vidieť niekoľko inovatívnych riešení podláh, ktoré by mohli generovať elektrickú energiu z ľudského pohybu, vrátane dlaždíc pre vnútorné i vonkajšie použitie či porézneho dreva, ktoré pri mechanickom namáhaní využíva piezoelektrický efekt na generovanie napätia. Tento nový príklad má určité podobnosti s iným, kedy vedci vložili celulózové nanovlákna do drevených podláh, aby generovali elektrický náboj, keď vibrujú takzvaným triboelektrickým efektom.

Triboelektrický efekt, ktorého dobrým príkladom je statická elektrina, spôsobuje, že niektoré materiály pri oddelení od iného materiálu vytvárajú elektrický náboj. Tento jav je tiež základom novej inteligentnej drevenej podlahy, ktorá pozostáva z dvoch dýh z upraveného dreva s elektródami navrstvenými zospodu. Zvýšenie výkonu na požadovanú úroveň si však vyžiadalo určité úpravy, aby sa vyriešila obmedzená schopnosť dreva vyrábať elektrickú energiu.

Vedci hovoria, že drevo je v zásade triboneutrálne, čiže nemá žiadnu skutočnú tendenciu získavať alebo strácať elektróny. Výzvou je teda výroba dreva, ktoré je schopné priťahovať a uvoľňovať elektróny. Riešenie tímu preto zahŕňalo potiahnutie jedného kusu dreva silikónom, ktorý pri kontakte ľahko získa elektróny, a vloženie druhého kusu s kovovými iónmi a organickými molekulami, ktoré mu dodávajú vyššiu tendenciu strácať elektróny. Táto úprava bola testovaná na rôznych druhoch dreva rezaných v rôznych smeroch, než sa vedci dostali k najefektívnejšej možnosti, radiálne rezanom smreku.

Nová forma drevených podláh získavajúcich energiu môže generovať dostatok energie pre napájanie malej elektroniky prostredníctvom krokov.

Podľa tímu ošetrenie umožnilo ich drevu vyrábať elektrickú energiu až 80-krát efektívnejšie ako prírodné drevo a poskytovať stabilný výkon pri stálom napätí až 1 500 cyklov. Vedci pritom vyrobili kus drevenej podlahy o veľkosti papiera A4, ktorej materiál dokáže vyrobiť dostatok elektrickej energie na napájanie domácich LED žiaroviek, kalkulačiek a ďalšej drobnej elektroniky.

Vedci teraz pracujú na zdokonalení ich úpravy dreva tak, aby bola ekologickejšia a ľahšie sa dala aplikovať, pretože pracujú na komerčných aplikáciách. V prospech hrá to, že generátor si zachováva prirodzený vzhľad a trvanlivosť drevených podláh, čo by z neho mohlo v budúcnosti urobiť atraktívnu voľbu pre návrhárov inteligentných budov.

Výskum bol publikovaný v magazíne Matter.