Chodząc po drewnianej podłodze, możemy generować energię dla domu
Szwajcarscy naukowcy zauważyli, że w drewnie zainfekowanym rozkładającymi je grzybami dochodzi do 55-krotnego zwiększenia produkcji energii. Po 10 tygodniach od zainfekowania drewno wytwarzało tyle energii, że wystarczało to do zasilenia LED-ów. Uczeni twierdzą, że podłoga z drewna potraktowanego grzybem mogłaby wytwarzać odnawialną energię elektryczną, która powstawałaby wskutek chodzenia ludzi po takiej podłodze.
Już przed wieloma dziesięcioleciami zauważono, że pod wpływem nacisku w drewnie powstają ładunki elektryczne. Ten efekt piezoelektryczny to wynik deformacji krystalicznej celulozy. Jednak jest on bardzo słaby, około 20-krotnie słabszy niż analogiczny efekt w kryształach kwarcu. Ponadto drewno nie jest łatwo zdeformować.
Niektórzy naukowcy interesują się efektem piezoelektrycznym w materiałach budowlanych. Dość wspomnieć, że budynki są odpowiedzialne za 40% konsumpcji energii oraz 25% emisji gazów cieplarnianych. Gdyby udało się wykorzystać efekt piezoelektryczny z materiałów budowlanych można by produkować, w skali globalnej, olbrzymie ilości czystej odnawialnej energii.
Ingo Burgert i jego koledzy ze Szwajcarskiego Instytutu Technologicznego w Zurichu (ETH Zurich) odkryli, że potraktowanie drewna mieszaniną nadtlenku wodoru i kwasu octowego prowadzi do 85-krotnego zwiększenia produkcji energii w drewnie w wyniku efektu piezoelektrycznego. Mieszanina taka rozpuszcza ligninę, pozostawiając celulozę, która staje się bardziej elastyczna. Z 1,5 centymetra sześciennego takiego drewna można uzyskać 0,69 V, czyli 85-krotnie więcej niż ze zwykłego drewna. Co więcej, wydajność taka utrzymuje się przez 600 cykli ściskania. Oddziałując na takie drewno można zasilać LED-y czy prosty wyświetlacz ciekłokrystaliczny.
Jednak uczeni chcieli odwołać się do bardziej naturalnego procesu, bez potrzeby używania szkodliwych środków chemicznych. A naturalnym procesem zmieniającym strukturę drewna jest jego rozkład przez grzyby. W ramach eksperymentów zainfekowali drewno grzybem Ganoderma applanatum. Po 10 tygodniach drewno straciło 45% wagi i w tym momencie jego podatność na nacisk była najlepsza, a jednocześnie wracało ono do swojego oryginalnego kształtu po ustąpieniu nacisku.
Analizy wykazały, że 1,5 cm2 takiego drewna poddane naciskowi 45 kPa generuje 0,87 V, podczas gdy to samo drewno niezainfekowane grzybem generuje 0,015 V. Co więcej pod naciskiem 100 kPa z drewna uzyskiwano 1,32 V.
Analizy wykazały, że grzyby zmieniają strukturę i skład chemiczny ścian komórkowych drewna, zwiększając naturalne właściwości piezoelektryczne tego materiału. "Pracujemy obecnie nad stworzeniem instalacji pokazowej, która ma udowodnić, że można w ten sposób zasilać czujniki zintegrowane w drewnianej podłodze", mówi Burgert.
Badania były prowadzone na drewnie balsy, gdyż grzyb szybko rozkłada w nim ligninę. Naukowcy chcą wykorzystać tę samą technikę na rodzimych gatunkach.
Komentarze (0)