Одного разу вода та дрова можуть стати лише тим єдиним, що знадобиться для забезпечення домогосподарства електроенергією
Науковцям шведського Королівського технологічного інституту KTH вдалося виробляти електроенергію за допомогою цих двох відновлюваних джерел – деревини і води.
Метод, опублікований у науковому журналі Advanced Functional Materials дослідниками Королівського технологічного інституту KTH, базується на тому, що природно відбувається після того, як деревину поміщають у воду, і вода рухається по капілярах та зрештою випаровується. У природі постійно відбувається транспірація – процес руху води по рослині. І він виробляє невелику кількість електроенергії, відомої як біоелектрика.
Завдяки певній наноінженерній обробці структури деревини та регулюванню лужності (рН) тепер можна отримувати невеликі, але багатообіцяючі обсяги електроенергії.
«На даний момент ми можемо запускати невеликі пристрої, такі як світлодіодні лампи або калькулятори, – кажуть дослідники з KTH . – Якби ми хотіли заживити ноутбук, нам знадобився би приблизно один квадратний метр деревини товщиною приблизно один сантиметр і ще приблизно 2 літри води». ... «Для нормального домогосподарства нам знадобиться набагато більше матеріалу та води, тому потрібні додаткові дослідження».
Змінюючи нанорозміри пор у деревині, дослідники покращили її властивості з точки зору збільшення площі поверхні, загальної пористості (або щільності), поверхневого заряду та того, наскільки легко вода може просочуватись крізь матеріал, і модифікували сам водний розчин – усе це фактори, впливають на виробництво електроенергії із деревини.
«Ми порівняли пористу структуру звичайної деревини з матеріалом, який ми покращили щодо поверхні, пористості, поверхневого заряду та транспортування води. Наші вимірювання показали, що виробництво електроенергії зараз у 10 разів вище, ніж у натуральної вологої деревини».
Подальше налаштування різниці pH між деревиною та водою завдяки градієнту концентрації іонів дозволяє досягти потенціалу до 1 вольта та доволі значної вихідної потужності 1,35 мікроват на квадратний сантиметр.
Деревині вдається забезпечити високу напругу протягом приблизно 2-3 годин, перш ніж вона починає слабшати. На даний момент деревина витримала 10 циклів з водою без зниження продуктивності матеріалу.
Великою перевагою цієї технології є те, що після вичерпання її електричної віддачі деревину можна легко використовувати для інших цілей як джерело енергії або як природню відновлювану сировину, наприклад, виготовляти папір, пінопласт на деревній основі та різні біокомпозити або використовувати як звичайні дрова.
Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok. Долучайтесь!
Переглянуто: 2 994 / 2023-01-08 14:05:50
