Знаете ли вы, что древесина — это не только отличное топливо и строительный материал, но и потенциальный источник электричества? В 2021 году швейцарские ученые нашли способ превращать древесину в источник энергии, причем для этого не понадобились даже провода и солнечные панели. Они просто слегка изменили структуру дерева и буквально «заставили» его генерировать электрическую энергию. Работает это достаточно просто, чтобы мы смогли объяснить процесс простыми словами.
Древесина может выделять электричество, и ученые нашли способ усилить этот процесс
Что такое пьезоэлектрический эффект
Прежде чем понять, как дерево вырабатывает электричество, нужно разобраться с понятием пьезоэлектрический эффект. Это явление, при котором некоторые материалы вырабатывают электрическое напряжение в ответ на сжатие или растяжение.
Представьте, что вы сжимаете в руке кусочек какого-либо материала — и он в ответ выдает заряд
Древесина вырабатывает ток за счет пьезоэлектрического эффекта
А вот древесина — это безопасный природный материал, у которого тоже есть собственный пьезоэффект. Правда, в обычном виде он слишком слабый, чтобы приносить реальную пользу.
Ученые из Швейцарии , что если немного изменить химический состав дерева, его электрическая отдача заметно возрастает. К тому же, такая модифицированная древесина становится мягче и легче сжимается — а это как раз усиливает выработку напряжения при сжатии.
Генератор электричества из дерева
Чтобы древесина начала вырабатывать больше электричества, ученые решили изменить ее структуру изнутри. Они сосредоточились на веществе под названием лигнин — это природный «цемент», который скрепляет клетки дерева и помогает деревьям расти вверх. Без него древесина теряет жесткость, но именно этого эффекта и добивались исследователи: чем мягче и гибче материал, тем сильнее проявляется его пьезоэлектрический эффект.
Команда удалила лигнин из древесины при помощи смеси уксусной кислоты и перекиси водорода. В результате дерево превратилось в нечто, напоминающее губку: внутри остались только тонкие слои целлюлозы, а структура самого дерева, со всеми своими слоями и волокнами, сохранилась. Это важно, потому что именно такая «многослойность» позволяет материалу эффективно сжиматься и возвращаться в исходную форму, вырабатывая при этом электрический ток.
Так выглядит деревянная «губка», сделанная швейцарскими учеными. Источник изображения: ethz.ch
Получившуюся «древесную губку» можно многократно сжимать — и каждый раз она будет генерировать электричество. Более того, напряжение, которое она создает, оказалось в 85 раз выше, чем у обычной, нетронутой древесины. Так что по сути, ученые сделали из дерева настоящий мини-генератор, работающий без проводов, батареек и вредных компонентов.
Читайте также:
Безопасный источник электричества
Такой деревянный генератор может стать отличной основой для технологии выработки энергии, которая не вредит природе и человека. Например, можно разработать деревянный пол, который питает дом электричество за счет шагания хозяев и гостей.
Не исключено, что в далеком будущем электричество будет вырабатывать все, до чего мы касаемся
Ученые уже эксперимент, в котором 30 небольших древесных кубиков, соединенных вместе, смогли за счет веса взрослого человека запитать небольшой LCD-дисплей. Один кубик размером всего 1,5 сантиметра выдавал стабильное напряжение — около 0,6 вольта. Этого достаточно, чтобы питать различные датчики, которые реагируют на прикосновения или давление.
Как вам такое изобретение? Хотели бы вы
обзавестись напольным покрытием, которое самое вырабатывает
электричество? Своим мнением делитесь в нашем
Особенно интересно, что исследователи нашли способ делать мягкую древесину не только с помощью химических растворов, но и с помощью грибов. Один из видов грибов, вызывающий так называемую белую гниль, мягко разрушает лигнин, превращая дерево в тот же самый «генерирующий» материал. Такой метод более экологичен, пусть и дает более слабый результат.
Комментарии