Подови настилки могат да генерират енергия за захранване на електрониката наоколо
(снимка: CC0 Public Domain)
Идеята за използване на човешкото движение за генериране на електричество е нещо, с което се експериментира от доста време. Сред различните възможности, които се тестват, са подовите настилки, които могат да генерират енергия за захранване на електрониката наоколо. Сега учените от ETH Zurich са разработили високоефективна форма на тази технология и демонстрират нейните възможности, като захранват лампа от човешките стъпки.
Трибоелектрическият ефект е свойството на някои материали да създават електрически заряд, когато под натиск или триене. Това е причината за наелектризирането на дрехите при събличане или на косите при ресане. Същото явление също е в основата на нова дървена настилка, която се състои от два пласта от обработено дърво с електроди, наслоени отдолу. Но повишаването на производителността до желаните нива е наложило на изследователите известни усилия за справяне с ограничената способност на дървесината да произвежда електричество.
„Дървото е по същество трибонеутрално“, казва старшият автор на изследването Гуидо Пансараса. „Това означава, че дървото няма реална тенденция да придобива или губи електрони. Така че предизвикателството е да се направи дърво, което е в състояние да привлича и губи електрони“.
Решението на екипа включва покриване на едно парче дърво със силикон, който лесно поема електрони при контакт, и вграждане в другото парче на метални йони и органични молекули, които му придават по-висока склонност към загуба на електрони. Конфигурацията е тествана с различни видове дървесина, нарязани в различни посоки, преди екипът да се спре на най-ефективния вариант: радиално отсечен смърч.
Според учените, обработката е позволила на дървесината им да генерира електричество 80 пъти по-ефективно от естествената дървесина и да осигури стабилна продукция при постоянен стрес за до 1500 цикъла. Вградена в парче подова настилка с размер на лист хартия А4, материалът успява да произвежда достатъчно електричество за захранване на битови LED лампи, калкулатори и друга дребна електроника.
„Нашият стремеж беше да демонстрираме възможността за модифициране на дървесината с относително екологични процедури, за да я направим трибоелектрична“, казва Пансараса. „Смърчът е евтин и наличен и има благоприятни механични свойства. Подходът ни… е семпъл и може лесно да бъде мащабиран до индустриално ниво. Това е просто въпрос на проектиране“.
Сега учените работят за усъвършенстване на обработката на дървесината, за да я направят по-екологична и по-лесна за прилагане.