Der Holzboden gewinnt Energie beim Gehen und schaltet eine Glühbirne ein Sonne et al./Materie
Nachhaltige intelligente Gebäude der Zukunft können ihre Energie aus Ihren Fußstapfen beziehen. Forscher der ETH Zürich in der Schweiz, der Chongqing University in China und der Northwestern University in Illinois haben einen Weg gefunden, eine unerwartete Energiequelle direkt unter unseren Füßen zu erschließen, diekann dies verwirklichen.
Um durch unsere Schritte Strom aus Holzböden zu erzeugen, entwickelten die Forscher ein Energiegewinnungsgerät, bekannt als Nanogenerator, das Holz mit einer Silikonbeschichtung und eingebetteten Nanokristallen verwendet. Das Gerät kann Energie erzeugen, um LED-Glühbirnen und andere Geräte mit Strom zu versorgen.pro Studieveröffentlicht in der ZeitschriftMaterie.
Es besteht aus zwei Holzstücken, die zwischen Elektroden eingelegt sind, und wenn man darauf tritt, werden die Holzstücke durch Kontakt und Trennung elektrisch aufgeladen, was als triboelektrischer Effekt bekannt ist, da die Elektronen von einem Objekt zu einem übertragen werden könnenEin weiterer.
Allerdings gibt es einen Haken: Holz hat keine natürliche Neigung, Elektronen aufzunehmen oder zu verlieren, was sein Potenzial auf begrenzt.Strom erzeugen. Um dieses Problem zu lösen, beschichteten die Forscher ein Stück Holz mit Silikon, das bei Berührung schnell Elektronen aufnimmt, und betteten das andere Stück mit Metallionen und organischen Molekülen ein, wodurch es leichter Elektronen verliert.
Die Forscher fanden heraus, dass die Verwendung eines Holzboden-Prototyps mit einer Oberfläche, die kaum kleiner als ein DIN-A4-Blatt war, genügend Energie lieferte, um die LED-Beleuchtung und winzige Geräte wie Taschenrechner zu Hause mit Strom zu versorgen. Sie konnten mit dem Prototyp erfolgreich eine Glühbirne anzünden, wennein menschlicher Erwachsener ging darauf.
Die Forscher fanden heraus, dass ein Nanogenerator aus radial geschnittener Fichte, einem in Europa verbreiteten Holz, das billig ist und mit wünschenswerten mechanischen Eigenschaften erhältlich ist, überlegen war. Mit den Behandlungen konnten sie 80-mal mehr Strom gewinnen als natürliches Holzund die Stromabgabe blieb unter konstanten Kräften für bis zu 1500 Zyklen stabil Guido Panzarasa, leitender Autor und Gruppenleiter an der Professur für Holzwerkstoffwissenschaften an der Eidgenössischen Technischen Hochschule ETH Zürich und der Eidgenössischen Materialprüfungs- undEmpa Dübendorf, sagt, ihr Ansatz sei einfach und im industriellen Maßstab skalierbar: "Es ist nur eine Frage des Engineerings", erklärte er.
Es sollte beachtet werden, dass es sich um Proof-of-Concept-Daten handelte und weitere Arbeiten erforderlich sind, bevor das System für den industriellen Einsatz skaliert werden kann.
"Wir haben uns darauf konzentriert, den Ansatz zu entwickeln, um ihn noch industrietauglicher zu machen. Und dafür müssen wir vielleicht die Gesamteffizienz zugunsten einfacherer Methoden einer Holzmodifikation opfern."Panzarasa sagte. "Obwohl die elektrische Leistung eines einzelnen Geräts nicht so hoch wäre wie das von uns veröffentlichte, wird die Vereinigung vieler Geräte über eine größere Bodeneinheit schließlich eine erhebliche Menge an Energie erzeugen."
Wenn das Gerät skaliert werden kann, könnten Holz-Nanogeneratoren in der Nachhaltigkeit alltäglich werdenintelligente Gebäude der Zukunft, die während ihrer Lebensdauer zur Eindämmung des Klimawandels beiträgt.