Už sme videli myšlienku využitia sily ľudského pohybu na výrobu elektrickej energie používanej v mnohých oblastiach, vrátane obuvi, ciest a len tento týždeň implantovateľné stimulačné zariadenie na liečbu zranených šliach, uviedli médiá. Jednou z týchto možností je podlaha, ktorá môže napájať elektronické zariadenia, a vedci z ETH Zurich teraz vyvinuli efektívnu formu tejto technológie, ktorá je dostatočne výkonná na napájanie LED žiaroviek a malých elektronických zariadení.
V priebehu rokov vedci skúmali množstvo inovatívnych podlahových riešení schopných generovať elektrickú energiu z ľudského pohybu, vrátane keramických dlaždíc pre vnútorné a vonkajšie použitie a hubovitého dreva, ktoré sa spolieha na piezoelektrický efekt na generovanie napätia pod mechanickým tlakom. Tento nový príklad zdieľa niektoré podobnosti s iným, ktorý sme videli v roku 2016, v ktorom vedci vložili celulózové nanovlákna do drevených podláh a vytvorili elektrický náboj, keď vibrovali prostredníctvom takzvaného triboelektrického efektu.
Triboelektrický efekt tiež tvorí základ pre novú podlahu z inteligentného dreva, ktorá sa skladá z dvoch ošetrených drevených dyh s elektródami vrstvenými pod ňou. Ale aby sa výkon dostal na požadovanú úroveň, je potrebné určité drotárstvo na riešenie obmedzenej kapacity výroby energie dreva. "Drevo je v podstate neutrálne," povedal Guido Panzarasa, hlavný autor štúdie. To znamená, že drevo nemá žiadnu skutočnú tendenciu získavať alebo strácať elektróny. Takže výzvou je, aby drevo bolo schopné priťahovať a strácať elektróny."
Riešenie tímu zahŕňalo potiahnutie jedného kusu dreva silikónom, ktorý ľahko získava elektróny pri kontakte, a vloženie kovových iónov a organických molekúl na iný kus dreva, čo mu dáva vyššiu tendenciu strácať elektróny. Táto úprava bola testovaná na rôznych druhoch dreva rezaných v rôznych smeroch a tím potom našiel najefektívnejšiu možnosť, radiálne rezaný smrek.
Podľa vedcov táto úprava robí ich drevo 80-krát efektívnejším pri výrobe elektrickej energie ako prírodné drevo a poskytuje stabilný výkon pri neustálom namáhaní až 1 500 cyklov. Tvarovaný do podlahy o veľkosti papiera formátu A4, materiál môže generovať dostatok elektrickej energie na napájanie domácich LED svetiel, kalkulačiek a inej malej elektroniky.
Panzarasa povedal: "Naším cieľom bolo ukázať možnosť úpravy dreva s relatívne ekologickým postupom, ktorý má triboelektrický účinok. Smrek je lacný, dostupný a má dobré mechanické vlastnosti. Táto metóda funkcionalizácie je pomerne jednoduchá a škálovateľná na priemyselnej úrovni. Je to len inžiniersky problém."
Vedci teraz pracujú na zlepšení manipulácie s drevom, aby bolo ekologickejšie a ľahšie sa uplatňovalo, pretože pracujú na komerčnej aplikácii. Vo svoj prospech si "dynamo" zachováva prirodzený vzhľad a trvanlivosť drevených podláh, čo by z neho mohlo urobiť atraktívnu voľbu pre dizajnérov, ktorí si uvedomujú štýl v budúcich inteligentných budovách.
"Konečným cieľom je pochopiť potenciál dreva nad rámec tých, ktoré už boli známe, a poskytnúť drevu nové nehnuteľnosti pre budúce udržateľné inteligentné budovy," povedal Panzarasa. Výskum bol publikovaný v časopise Matter.
