Nowa technologia pozwala zamienić kroki w energię elektryczną

Wynalazcom udało się uzyskać energię elektryczną z ludzkich kroków, dzięki nanogeneratorowi umieszczonemu w panelach. Prototypowy generator uzyskał energię wystarczającą do zasilenia małych urządzeń elektronicznych.

Naukowcy z Politechniki Federalnej w Zurychu i Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology (Empa) w Dübendorfie stworzyli urządzenie wykorzystujące drewnianą podłogę do generowania energii.

Fragmenty podłogi umieszczono między elektrodami, budując w ten sposób nanogenerator. Jego działanie polega na cyklicznym łączeniu się i rozłączaniu ładunków elektrycznych pod wpływem ludzkich kroków. Zjawisko to powstawało w wyniku tzw. efektu tryboelektrycznego – elektrony ,,przenosiły’’ się z jednego fragmentu na drugi generując przy tym energię elektryczną.

Eksperci podkreślają, że zrobienie nanogeneratora z drewna jest dosyć trudnym wyzwaniem.

— Drewno jest tryboneutralne. Oznacza to, że surowiec ten nie jest podatny na działanie elektronów, co ogranicza jego zdolność do wytwarzania elektryczności — powiedział dr Guido Panzarasa, autor badania.

W celu nadania właściwości tryboelektrycznych naukowcy pokryli jedną część drewna specjalnym rodzajem sylikonu (polidimetylosiloksan), a drugą nanokryształami (ZIF-8). Dzięki zastosowanym związkom drewno mogło ,,przyjmować’’ jak i ,,oddawać’’ elektrony.

Zmodyfikowany w ten sposób surowiec wytworzył  80 razy więcej energii niż jego naturalny odpowiednik.

Co więcej,  badacze odkryli, że nanogenerator wykonany z właściwie ściętego świerku najefektywniej generował energię elektryczną.

— Naszym celem było zademonstrowanie możliwości modyfikowania drewna za pomocą stosunkowo przyjaznych dla środowiska procedur, aby uczynić je tryboelektrycznym — poinformował dr Guido Panzarasa, autor badania.

— A świerk jest tani i ma wysoką wytrzymałość mechaniczną — dodaje autor.

Ekologiczne źródło energii

Autorzy wynalazku przekonują, że nanogeneratory drzewne mogą być szeroko wykorzystane jako ekologiczne źródło energii w inteligentnych budynkach.

— Ostatecznym celem projektu jest poznanie nowych możliwości drewna poza tymi już znanymi i zapewnienie surowcowi nowych właściwości dla przyszłych zrównoważonych rozwiązań — mówi dr Panzarasa.

Kolejny etap badań skoncentruje się na optymalizacji nanogeneratorów. Naukowcy planują przetestować inne związki chemiczne do pokrycia drewna. W ten sposób chcą znaleźć najłatwiejszy do wdrożenia i najbardziej przyjazny dla środowiska materiał.