Вода та дрова одного разу можуть стати всім, що знадобиться для забезпечення домогосподарства електроенергією. У той час, коли енергія є критичною проблемою для багатьох мільйонів людей у всьому світі, вченим зі Швеції вдалося виробляти електроенергію за допомогою цих двох відновлюваних джерел.
Метод, про який повідомляють дослідники з Королівського технологічного інституту KTH, зосереджується на тому, що природно відбувається після того, як деревину поміщають у воду, і вода випаровується. У природі постійно відбувається транспірація — процес руху води по рослині. І він виробляє невелику кількість електроенергії, відомої як біоелектрика.
Юаньюань Лі, доцент кафедри біокомпозитів KTH, каже, що за допомогою наноінженерії деревини та регулювання pH тепер можна отримати невелику, але багатообіцяючу кількість електроенергії.
«На цей час ми можемо запускати невеликі пристрої, такі як світлодіодні лампи або калькулятори», — говорить Лі. «Якби ми хотіли живити ноутбук, нам знадобився б приблизно один квадратний метр деревини товщиною приблизно один сантиметр і приблизно 2 літри води». «Для нормального домогосподарства нам знадобиться набагато більше матеріалів і води, тому потрібні додаткові дослідження».
Змінюючи нанорозмірний склад деревини, дослідники покращили її властивості з точки зору площі поверхні, пористості (або щільності), поверхневого заряду, того, наскільки легко вода може проходити крізь матеріал, і самого водного розчину — усі ці фактори впливають на електрику. покоління в деревині.Високопористу наноінженерну деревину для збирання гідроелектроенергії було підготовлено за допомогою одноетапної хімічної обробки шляхом занурення рідної деревини (NW) у суміш вода/NaOH на 48 годин при -6 °C. Авторство: Юаньюань Лі
«Ми порівняли пористу структуру звичайної деревини з матеріалом, який ми вдосконалили щодо поверхні, пористості, поверхневого заряду та транспортування води. Наші вимірювання показали, що виробництво електроенергії в 10 разів вище, ніж у натуральної деревини», — говорить Лі.
Вона каже, що подальше налаштування різниці pH між деревиною та водою завдяки градієнту концентрації іонів дозволяє досягти потенціалу до 1 вольта та чудової вихідної потужності 1,35 мікровата на квадратний сантиметр. Лі каже, що на сьогодні деревині вдається забезпечити високу напругу протягом приблизно 2-3 годин, перш ніж вона починає слабшати. Наразі деревина витримала 10 циклів з водою без погіршення характеристик матеріалу, каже вона.
«Велика перевага цієї технології полягає в тому, що деревину можна легко використовувати для інших цілей, як тільки вона буде вичерпана, як джерело енергії, наприклад, для прозорого паперу, пінопласту на основі деревини та різних біокомпозитів». Джерело