Шведские ученые придумали, как добывать электроэнергию из воды и дерева: как это работает
Спойлер: для этого ничего не нужно сжигать.
Спойлер: для этого ничего не нужно сжигать.
Метод, опубликованный в научном журнале Advanced Functional Materials исследователями Королевского технологического института KTH, сосредотачивается на том, что естественно происходит после того, как древесину помещают в воду и вода улетучивается.
В природе постоянно происходит транспирация — процесс движения воды по растению. Этот процесс производит небольшое количество электроэнергии, известной как биоэлектричество.
Юаньюань Ли, доцент кафедры биокомпозитов KTH, говорит, что с помощью наноинженерии древесины и регулирования pH теперь можно получить небольшое, но многообещающее количество электроэнергии.
«Для нормального домохозяйства нам понадобится гораздо больше материалов и воды, поэтому нужны дополнительные исследования», — отмечает исследовательница в комментарии Eurekalert.
Изменяя наноразмерный состав древесины, исследователи улучшили ее свойства с точки зрения площади поверхности, пористости (или плотности), поверхностного заряда, того, насколько легко вода может проходить сквозь материал и сам водный раствор. Все эти факторы влияют на электричество, поколение в древесине.
«Мы сравнили ячеистую структуру обычной древесины с материалом, который мы усовершенствовали относительно поверхности, пористости, поверхностного заряда и транспортировки воды. Наши измерения показали, что производство электроэнергии в 10 раз выше, чем у натурального дерева», — говорит Ли.
Она говорит, что дальнейшая настройка разности pH между древесиной и водой благодаря градиенту концентрации ионов позволяет достичь потенциала до 1 вольта и выходной мощности 1,35 микроватт на квадратный сантиметр.
Ли говорит, что на сегодня древесине удается обеспечить высокое напряжение в течение примерно 2–3 часов, прежде чем она начинает ослабевать. В настоящее время древесина выдержала 10 циклов с водой без снижения производительности материала.
«Большое преимущество этой технологии заключается в том, что древесину можно легко использовать для других целей, как только она будет исчерпана как источник энергии, например, прозрачная бумага, пена на основе древесины и различные биокомпозиты».