Dřevěné nanogenerátory vyrobí elektřinu při chůzi po podlaze  
Dřevo je za normálních okolností pevné a nepoddajné. Když ho ale změkčíme odstraněním ligninu, ať už chemicky anebo se šikovnou dřevokaznou houbou, tak se dějí divy. Vznikne pružné dřevo s houbovitou nanostrukturou, které je možné použít jako piezoelektrický nanogenerátor.
Nanogenerátor elektřiny ze dřeva. Kredit: ACS Nano / EMPA.
Nanogenerátor elektřiny ze dřeva. Kredit: ACS Nano / EMPA.

Všude kolem nás je spousta energie. Jen mít správnou technologii, se kterou bychom ji mohli využít. Spousta energie se skrývá třeba v chození po podlaze. Švýcarští odborníci vymysleli pozoruhodnou technologii, s jejíž pomocí bychom mohli energii chůze těžit. Jde o nanogenerátory ze dřeva s houbovitou strukturou, které umožňují vyrábět energii doslova při každém kroku po podlaze.

 

levo původní dřevo, uprostřed a vpravo houbovité dřevo zbavené části ligninu. . Kredit: ACS Nano / EMPA.
Vlevo původní dřevo, uprostřed a vpravo houbovité dřevo zbavené části ligninu. . Kredit: ACS Nano / EMPA.

Badatelé švýcarských institucí ETH Zurich a EMPA využili potenciál piezoelektrického jevu v běžném stavebním materiálu, ve dřevu. Dřevo přitom obvykle není dost pružné na to, aby vytvořilo podstatné množství elektřiny. Vědci ovšem upravili dřevo tak, aby to fungovalo. Vystavili ho procesu delignifikace, čili odstranění části molekul přírodního polymeru ligninu, který je zodpovědný za pevnou strukturu dřeva. Delignifikace vytvořila pružné dřevo s houbovitou strukturou, které je možné snadno stlačit a takto upravené dřevo se poté opět vrátí do původního tvaru.

 

Švýcaři vyzkoušeli dvě metody lignifikace. Jedna z nich využila drsnou chemickou sílu peroxidu vodíku a kyseliny octové, zatímco druhá byla „jemnější“ a spolehla se na dřevokaznou houbu lesklokorku ploskou (Ganoderma applanatum). Tato houba má k dispozici vlastní přírodní systém, který jí slouží k odstraňování ligninu ze dřeva.

 

Výroba elektřiny dřevem. Kredit: ACS Nano / EMPA.
Výroba elektřiny dřevem. Kredit: ACS Nano / EMPA.

Oběma postupy vzniklo dřevo s houbovitou nanostrukturou, které pak švýcarský tým otestoval v roli piezoelektrického generátoru. Kostka chemicky upraveného dřeva o velikosti cca 1,5 centimetru dokázala generovat elektřinu 0,63 V, schopnou pohánět malý senzor. Dřevěný nanogenerátor byl stabilní po více než 600 cyklů. Když švýcarský tým vytvořil piezoelektrický generátor ze 30 takových kostek a nechal po něm chodit dospělého člověka, tak takový generátor zvládl napájet LCD displej.

 

Dřevo upravené dřevokaznou houbou fungovalo ještě lépe. Jedna 1,5 cm kostka vyrobila 0,87 V. Výsledky výzkumu ukazují, že tento typ piezoelektrických nanogenerátorů z houbovitého dřeva bude možné využívat jak pro výrobu elektřiny při chození po podlaze, tak i například v nositelných senzorech.

 

Literatura

New Atlas 15. 3. 2021.

ACS Nano 14: 14665–14674.

Science Advances 7: eabd9138.

Datum: 21.03.2021
Tisk článku

Související články:

Zimní radovánky: Praktická nanotechnologie vyrábí elektřinu ze sněhu     Autor: Stanislav Mihulka (16.04.2019)
Jak rozsvítit světlo nezměrným chladem vesmíru?     Autor: Stanislav Mihulka (13.09.2019)
Hlavně když kape! Nová technologie rozsvítí jedinou kapkou 100 LEDek     Autor: Stanislav Mihulka (17.02.2020)



Diskuze:

Energeticka bilance = ?

Karel Marsalek,2021-03-26 14:45:51

Clovek chodici po poddajne podlaze spotrebuje vice stravy. Tu musi do supermarketu nekdo dovezt a nekdo vypestovat, vychovat, vyrobit. Opravdu je ta energeticka bilance pozitivni? Ucinnost premeny mechanicke prace na energii = ? Nebo to povazuje tvurce za perpetum mobile?

Odpovědět


Re: Energeticka bilance = ?

Pavel A1,2021-03-26 21:35:47

Bohužel takováto perpetua mobile jsou dokonce oceňována na různých soutěžích mladých techniků. Před časem takhle v jedné soutěží vyhrál návrh na napájení osvětlení ulic z piezokrystalů zabudovaných do vozovky. A v soutěží návrhářů ekologických automobilů vyhrál elekromobil s větrníčky které dobíjely baterku z proudění vzduchu při jízdě.

Odpovědět

Jára Cimrman

František Kalva,2021-03-22 19:45:07

se musí tetelit blahem.

Odpovědět


Re: Jára Cimrman

Pavel Hudecek,2021-03-23 21:23:01

Velmi přesné.

Citace z článku:
"Když švýcarský tým vytvořil piezoelektrický generátor ze 30 takových kostek a nechal po něm chodit dospělého člověka, tak takový generátor zvládl napájet LCD displej."

Moje poznámka: LCD a k tomu celé hodinky mi na jednu baterku velikosti 0,32x2 cm běží už tak 8 let.

Odpovědět

to je ono!!!

Lukáš Drašar,2021-03-22 16:45:06

Doporučuji v kombinaci s dětma (min 3 kluci) a je takto o el-energii postaráno. Možná by ještě zbylo něco do el sítě.
Jinak podle těch voltů soudím, že článek je zcela nevěrohodný.

Odpovědět

Doporučuji

Josef Mils,2021-03-22 15:05:20

Jsem modeláš. Urobil som si větrník z plastu, průměr půl metru. Vystrčil u nás na sídlišti z balkonu cca30 cm a mám ho napojený na dynamo z kola. Dává mi energii asi 6V Max ale stačí mi to nabíjet motocyklovou baterku a svítím ledkami celé noci a nabíjím holici strojek. Těch dnů, kdy nefouká a žádnou energii z toho nedostanu je minimum.

Odpovědět


Re: Doporučuji

Pavel Hudecek,2021-03-24 02:04:54

Nevím, zda ten příspěvek není celý jen vtip, ale občas se setkávám s lidmi, co se pochlubí, že si pořídili nějakou solární nabíječku drobností a na mou otázku, do jaké pustiny jedou, odpoví že nikam, jen chtějí ušetřit na energii.

Obvykle jsou zaskočeni orientačním výpočtem, kolik by stála ta ušetřená elektřina ze zásuvky. Většinou totiž vyjde kolem 1 Kč/rok, jen jeden případ vyčníval asi s 10.

Celkový závěr je, že ušetřit takto lze jedině za předpokladu, že celé řešení obsahovalo jen již nepotřebné věci, tedy pořizovací náklad 0 (to si zrovna u modeláře dokážu představit: Jako generátor stříďák s poškozeným rotorem, co se už nemůže točit dost rychle na lítání, ukládat do nafouklý lipolky, co má kapacitu, ale už nedá velkej proud, ...). Jinak je podobná věc na 99% příklad typu "nechci slevu zadarmo".

Odpovědět

Energie ve V

Honza Kohout0,2021-03-22 09:22:19

Energie se měří ve Voltech? To musím sdělit synovi, aby si opravil učebnici Fyziky (8. ročník)

Odpovědět

Stlačení a chůze.

Petr Nováček,2021-03-22 09:16:31

Dojde ale ke stlačení. Takže v místě došlapu se podlaha stlačí. Nábytek také podlahu stlačí. Otázkou je jak pohodlná chůze po takové podlaze bude

Odpovědět


Je to reálně využitelné?

M. ibn m. Al-khwarezmi,2021-03-22 14:07:18

To už si rovnou můžeme před nosy umístit větrné elektrárny, to je taky nevyužitá energie.....

Odpovědět



Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace