Tvarus kikilių srautas

Medienos plaušienos nanogeneratorius gamina elektrą iš trinties

Speciali grindų danga suteikia mums galimybę gaminti elektrą taip, kaip buvo. © Saklakova / mintis
skaityti garsiai

Energijos gamybos etapai: mūsų atliekos ateityje galėtų generuoti energiją - naudodamos atliekas. Tyrėjai iš medžio plaušienos pluošto sukūrė nanogeneratorių, kuris gamina elektrą per trintį ir slėgį. Jei klojate šią laminato tipo grindų dangą labai gerai žinomose vietose, elektra galėtų būti gaminama taip, kaip praeina.

Mažėjant naftos ištekliams ir didėjant klimato kaitai, auga motyvacija ieškoti naujų, tvaresnių energijos šaltinių. Tyrėjai labiau linkę sugalvoti ką nors egzotiško, pavyzdžiui, gaminti elektrą iš mūsų judesių. Pavyzdžiui, nanogeneratorius jau suteikia galimybę pasisemti energijos iš batų padų ar apyrankės.

Technologija yra triboelektrika - tas pats reiškinys, kuris per trintį gamina statinę elektrą ant mūsų drabužių. Xudongas Wangas iš Viskonsino-Madisono universiteto ir jo kolegos taip pat naudoja šį principą savo projekte: „Mes dirbome tam, kad pasisemtume energijos iš žmogaus veiklos“, - sako Wang. "Vienas iš būdų yra sukurti tai, ką žmonės nešioja, ir kitas būdas yra sukurti tai, ką žmonės naudoja visą laiką."

Tvari žaliava: medienos masė

Tyrėjų idėja: kodėl gi neišnaudojant nuolatinio kontakto su žeme kaip energijos šaltinio? Todėl jie ieškojo grindų dangos, kuri galėtų generuoti elektrą per trintį ar slėgį ir būtų tvari.

Jie rado tai, ko ieškojo iš pigių, gausių ir atsinaujinančių medienos perdirbimo atliekų: medienos masės. Šis geriausių celiuliozės pluoštų mišinys naudojamas popieriaus gamyboje ir kituose procesuose, bet taip pat gali būti gaunamas iš popieriaus ir kartono atliekų. displėjus

Dvi medžiagos suteikia įtampą

Norėdami gaminti elektrą, tyrėjai sujungė vieną neapdoroto celiuliozės nanopluošto sluoksnį su fluorinto etileno-propileno (FEP) sluoksniu. Pavyzdžiui, jei abu sluoksniai suspaudžiami per juos vaikščiojančio žmogaus svorį, skirtingi pluoštai liečiasi.

„Kai mes sujungsime šias dvi medžiagas, elektronai juda iš vienos į kitą, atsižvelgiant į skirtingą jų elektronų giminingumą“, - sako Wangas. Šis elektronų perdavimas sukuria krūvio skirtumus medžiagoje, siekiančioje pusiausvyros. Kadangi sluoksniai yra išdėstyti taip, kad elektronai turi nutekėti per vamzdį, teka elektra.

Wang rankoje laiko elektrą gaminančios grindų dangos prototipą - Stephanie Precourt

Elektra kiekviename žingsnyje

Įdėtos į grindų dangą, pluošto sluoksniai tarnauja kaip triboelektriniai nanogeneratoriai ir generuoja elektrą. Tyrėjai teigia, kad tokia šviesolaidinė plokštė normaliam žmogaus žingsniui gali sukurti apie 30 voltų esant 90 mikroamperų.

Taip pat sakoma, kad nanogeneratorius yra ilgaamžis: „Pirmasis mūsų laboratorijoje atliktas testas rodo, kad jis puikiai veikia milijonus ciklų“, - sako Wangas. Mokslininkai dar nekeitė šių vertybių gyvenimo laikotarpiu. Nepaisant to, Wangas yra optimistiškas: "Tinkama koncepcija grindų danga tikrai gali pranokti žemę".

Tinka kiekvienam aukštui

Šią naujovišką elektros generatorių galima pritaikyti daugybe būdų: kai tik ji bus paruošta rinkai, technologiją bus galima integruoti į visų tipų grindis, sako Wangas. Jis tikisi pasiekti didelę elektros energijos gamybą, ypač iš didelio srauto grindų prieškambariuose arba tokiose vietose kaip stadionai ir prekybos centrai.

Tačiau kol kas Wangas ir jo kolegos vis dar stengiasi optimizuoti technologiją. Jie tikisi, kad netrukus savo miestelio miestelyje galės sukurti prototipą. Tai yra pademonstruoti koncepciją. Wang jau žino: jis yra pigus ir patvarus. („Nano Energy“, 2016; doi: 10.1016 / j.nanoen.2016.09.036)

(Viskonsino universitetas, Madisonas, 2016 m. Spalio 26 d. - HDI)