Полы из гнилого дерева могут вырабатывать электричество

Вскоре может появиться новый вид электрического пола из дерева, который генерирует собственное электричество, когда вы идете по нему, благодаря пьезоэлектрическому эффекту.

Пьезоэлектричество возникает, когда определенные материалы подвергаются механическому воздействию; уже существуют пьезоэлектрические плитки, люди, идущие или прыгающие по ним, производят энергию и заставляют их загораться, но все они были сложными механическими устройствами. Давно известно, что целлюлоза в древесине является пьезоэлектрической, но выход энергии незначителен. Однако теперь команда под руководством Инго Бургерта из Института строительных материалов ETH Zurich придумала новый способ.

Исследователи объясняют, что пьезоэлектрический эффект в древесине возникает из-за кристаллической целлюлозы, но эффект невелик, потому что древесина твердая. Но любой, кто когда-либо наступал на гнилое дерево, знает, что это мягкий материал, потому что грибы поедают лигнин, структурный материал древесины. Таким образом, исследователи обработали бальзовую древесину грибком белой гнили и обнаружили золотую середину через 10 недель с 45% потерей веса уже очень легкой бальзовой древесины.

«Гнилая древесина демонстрирует высокую механическую сжимаемость в тангенциальном направлении и может восстанавливаться до исходного состояния после снятия напряжения, в отличие от жесткой самородной древесины. Для дальнейшей оценки механических свойств бальзовой древесины до и после влияния грибка мы провели несколько измерений компрессии».

Они обнаружили, что мягкую древесину можно сжимать сотни раз, и она при этом остается механически стабильной. Затем они установили двигатель, чтобы прижимать древесину, и метр для измерения электрической мощности, которая была в 58 раз выше.

Вуаля: дискотечный пол с автономным питанием. «На основе нашего фундаментального исследования мы представляем возможность изготавливать большие деревянные полы, позволяющие производить электроэнергию в результате деятельности человека, например, в бальных залах».

Исследователи отмечают, что существует множество химических веществ, таких как гидроксид натрия, которые можно было бы использовать вместо грибка, что могло бы быть быстрее. «Однако эти достоинства подходов к химической делигнификации перевешиваются фундаментальным преимуществом нашего метода, основанного на грибах: то есть, чтобы он был полностью устойчивым и экологически безопасным».

Однако биологические процессы, такие как гниение, не происходят равномерно, что может вызвать проблемы.

«Мы еще не проводили специального исследования однородности, но наши коллеги имеют большой опыт в биоинженерии древесины с помощью грибов. Подобные концепции использовались, например, для улучшения акустических свойств скрипок».

«Блоки из гнилой древесины, соединенные параллельно или последовательно для производства более крупных элементов, могут генерировать более высокий ток или напряжение и использоваться для работы маломощной электроники, что указывает на возможность применения в будущих зданиях. Это исследование открывает новые возможности для использования возобновляемых и устойчиво обрабатываемых материалов. для проектирования будущих зданий с более высокой энергоэффективностью благодаря способности производить собственное электричество за счет различных видов деятельности человека внутри помещений».

Еще одно преимущество наличия полдюйма мягкого бальзамного дерева под ногами заключается в том, что, вероятно, можно будет получить огромные преимущества в шумоподавлении.

«Действительно, эффект снижения шума, особенно шум шагов, был бы очень приятным „побочным эффектом“ обработки, но мы еще не исследовали это. До сих пор наше внимание было сосредоточено на повышении пьезоэлектричества древесины с помощью полностью «зеленого“ процесса».

С нетерпением ждем полностью натуральных деревянных полов, которые станут источником энергии. ИСТОЧНИК

древесина,  исследование,  электричество 

18.03.2021, 1071 просмотр.