Pozoruhodný generátor vyrábí elektřinu při vysychání dřeva  
Když vysychá dřevo, tak při tom vzniká malé množství bioelektřiny. Nanoinženýři švédského institutu KTH upravili dřevo tak, aby zvýšili jeho pórovitost a průchodnost pro vodu. Výsledkem je dřevo, které při vysychání generuje desetkrát více elektřiny než běžné dřevo. Blíží se dřevěná energetika?
Vlevo přírodní balsové dřevo, plus 3 do různé míry upravená dřeva. Kredit: Jonas Garemark / KTH.
Vlevo přírodní balsové dřevo, plus 3 do různé míry upravená dřeva. Kredit: Jonas Garemark / KTH.

V rostlinách se odehrává proces zvaný transpirace, což je pasivní odpařování vody, založené na jednoduchých fyzikálních mechanismech. V rostlinných pletivech se pohybuje voda, aby se nakonec vypařila z povrchu rostliny. Třešničkou na dortu je, že při transpiraci vzniká malé množství bioelektřiny.

 

Yuanyuan Li. Kredit: Jon Lindhe / KTH.
Yuanyuan Li. Kredit: Jon Lindhe / KTH.

Nanoinženýři ze švédského institutu KTH Royal Institute of Technology (Kungliga Tekniska högskolan) ve Stockholmu, které vedla Yuanyuan Liová, využili proces transpirace ve vysychajícím dřevu pro pozoruhodný generátor elektřiny. Dosavadní pokusy s transpirační elektřinou přitom selhaly, především kvůli nízké účinnosti.

 

Logo. Kredit: KTH.
Logo. Kredit: KTH.

Tým KTH nabízí řešení v podobě úpravy vnitřní struktury dřeva, například balsového, které je již samo o sobě hodně porézní. Jejich metoda, která zahrnuje použití hydroxidu sodného, vytvoří vysoce porézní dřevo, kterým lépe prochází voda. Výsledkem je intenzivnějších pohyb vody a větší povrchový elektrický náboj, což zvyšuje množství získání elektřiny. Výkon „dřevěného“ generátoru dále vylepšilo vyladění pH používaného dřeva.

 

Jak uvádí Liová, díky větší pórovitosti jejich upravené dřevo při vysychání generuje 10krát více elektřiny než přírodní dřevo. V současné době dokáže vysychající dřevo týmu KTH vytvořit elektřinu o napětí 1 V a výkon 1,35 mikrowattů na centimetr čtvereční. Při těchto parametrech dřevo generuje elektřinu 2 až 3 hodiny a zvládne 10 cyklů vysušení a zvlhčení, než jeho výkon poklesne. Do praktického využití ještě zbývá urazit pořádný kus cesty, ale vědci jsou již teď uchváceni potenciálem, jaký vysychající dřevo nabízí.

 

Podle Liové teď kostka jejich dřeva zvládne napájet lampu s LED osvětlením nebo třeba kalkulačku. Pro provoz laptopu by bylo nutné upravené dřevo o ploše 1 metru čtverečního a tloušťce asi 1 centimetru, plus zhruba 2 litry vody. Celá domácnost by potřebovala ještě mnohem větší systém s upraveným dřevem a spoustu vodu. Vědci na tom ale dál pracují, takže kdo ví, možná časem přejdeme na energetiku vysychajícího dřeva.

 

Literatura

New Atlas 11. 12. 2022.

Advanced Functional Materials online 22. 11. 2022.

Datum: 13.12.2022
Tisk článku

Související články:

Nový biomateriál z celulózních nanovláken prolomil rekord v pevnosti     Autor: Stanislav Mihulka (11.05.2018)
Nikl se strukturou dřeva má pevnost titanu a hustotu vody     Autor: Stanislav Mihulka (03.02.2019)
Dřevěné nanogenerátory vyrobí elektřinu při chůzi po podlaze     Autor: Stanislav Mihulka (21.03.2021)



Diskuze:

Pavel Pesek,2022-12-14 14:43:35

A co zkusit nalit kyselinu solnou do nadoby ze zinku a doprostred dat jednu uhlikovou elektrodu a druhou pripojit na tu zinkovou nadobu? Troufnu si tvrdit, ze se ziska vic energie. Bohuzel, nobelova cena se za to neziska neb je to stary znamy bateriovy clanek.

Odpovědět

Solární fólie

Florian Stanislav,2022-12-14 09:11:10

https://vtm.zive.cz/clanky/vytisteny-solarni-panel-tenky-jako-papir-dokaze-promenit-jakykoli-povrch-ve-zdroj-elektricke-energie/sc-870-a-219817/default.aspx

Odpovědět


Re: Solární toaletní fólie

Josef Hrncirik,2022-12-14 12:01:07

Starej Barnum mládežníkům zdarma nic neřekne a taky necek.

V článku: Printed Organic Photovoltaic Modules on Transferable Ultra-thin Substrates as Additive Power Sources; Mayuran Saravanapavanantham, Jeremiah Mwaura, Vladimir Bulović
First published: 09 December 2022 https://doi.org/10.1002/smtd.202200940 se však provalilo:
: při 105 g/m2 a Barnumských 370 W/kg prý 18x lepší než klasika na střechách, je to ale jen pouhých 38 W/m2 což je cca 4x horší než střešních 140 W/m2.

Ceny, životnost a hlavně stropně-střešní ceny toal. el. papíru a hlavně eletkřtiny utajeny a LCOI je jen hříčka monopolů a bank a embagrování.

Odpovědět


Re: Re: Solární toaletní fólie

Florian Stanislav,2022-12-14 13:04:47

No, jo. Životnost bude chabá. Na jaře nám kroupy vyrobily 150 děr na 1 m2, takové polodíry, probilo to jednu vrstvu 4 mm polykarbonátových desek na střeše skleníku.
Stírat sníh z takové tenké fotovoltaické fólie asi taky nepůjde. Tak snad nalepit na svislé stěny hypermarketových krabic, okna stejně nemají. Až někdo přikáže, že musí mít na střeše fotovoltaické panely, tak střídače a rozvody elektřiny dovnitř už budou mít. Zatím se tam topí a chladí o 106.

Odpovědět

Jak za císaře

Kamil Kubu,2022-12-14 08:40:57

Císař Rudolf II. také vkládal své naděje do objevení kamene mudrců a elixíru mládí. Proto bylo sklepení Pražského hradu plné hochštaplerů, kteří z něj vysávali peníze za účelem naplnění vlastní kapsy skrze předstírání úžasných objevů.

Dnes to není o moc jiné, jen renesančního panovníka nahradila bruselská byrokracie na čele zástupu bláznů, vkládajících naděje do stejných nesmyslů, jako kdysi pomatený císař.

Odpovědět

nešlo by...

Eva M,2022-12-13 18:16:58

ješiš nešlo by spíš využít ty pouště třeba, na dřevo je už tak fronta............:o) i když Moravský písek=žádnej zázrak...................holt jsme chudá země

Odpovědět

Pěkně, pěkně

Petr Mikulášek,2022-12-13 17:20:07

Jenom by bylo fajn, kdyby se jim povedlo dostat z toho víc energie, než je potřeba na napaření elektrod a usušení dřeva...

Odpovědět

Travmyš Polní,2022-12-13 12:13:20

A zatímco Yuanyuan Li se snaží komplikovaným postupem vyždímat z kousku dřeva mikrowatty (umí Osel UTF-8? zkouším μW), nejspíš abychom omezili ty prokleté CO2 emise, tak se novodobá zelená šlechta pravidelně slétá v hojném počtu na konference v soukromých proudových letadlech. Soukromých, protože cestovat s plebsem pro ně zjevně není dost dobré.

A jak k tomu trefně s trochou nadsázky poznamenal Tucker Carlson - kdybyste pálili pneumatiky, nebo zaplnili svůj dvorek trvale běžícími dieselovými motory neznečistíte přírodu tolik.

https://www.youtube.com/watch?v=jHKyVQcJHro

Btw... Kromě toho, že nevidím kapacitu takového primárního článku, měřit výkon primární baterie běžícími notebooky je asi stejně hloupé, jako měřit kapacitu úložiště množstvím uložených mp3, nebo knih. Popularizace si holt žádá oběti.

(Čímž nekritizuji pana Mihulku, ale zdrojový článek, ze kterého vycházel.)

Odpovědět


Re: Cesta dlouhá tisíc Li začíná 1. krokem. Správnou trojčlenkou.

Josef Hrncirik,2022-12-13 22:05:40

"... V současné době dokáže vysychající dřevo týmu KTH vytvořit elektřinu o napětí 1 V a výkon 1,35 mikrowattů na centimetr čtvereční.

Podle Liové teď kostka jejich dřeva zvládne napájet lampu s LED osvětlením nebo třeba kalkulačku. Pro provoz laptopu by bylo nutné upravené dřevo o ploše 1 metru čtverečního a tloušťce asi 1 centimetru, plus zhruba 2 litry vody. ..."

Laptop 10 W by tedy potřeboval pouhých 740 m2 dřevěného generátoru, tloušťky 1 cm, tedy cca 9 m3 kulatiny zbavené ligninu zázračným MMS (chlordioxide) a vyleptané louhem. Kůrovec by tedy musel připravit nejméně 15 m3 kulatiny. Odpařovací plocha 740 m2 by se asi dala alespoň z části řadit sériově. V celém článku není zmínky o kapilárním tlaku či průtoku. 2 cm z 2 l/m2 jsou asi malé, ev. bez údaje času zcela nefyzikální.

Odpovědět


V bystřinách kapilár prken nejmenší pevnosti tloušťky jen 1cm, řezaných napříč kmeny, aby mohly být snadno odleptány lignin a hemicelulózy a získána propustnost při největší pórovitosti a nejmenších pórech je získávána el. práce vytrháváním iontů z 2vrstv

Josef Hrncirik,2022-12-14 12:58:20

Tok bystřiny Dřevnice dřevem je vyvolán kapilárními silami při s močení a ev. náhradou odparu cnotovým effectem.
Intenzita odparu závisí netriviálně na proudění a vlh kosti vzduchu a v čl. je TOP SECRET!!! Streaming potential i proud jsou převzaty jako r. 2-3 v suplementech.
"Based on the theory of electrokinetics, an estimated streaming potential and current can be calculated by assumption that the wood fibers are straight capillary tubes of a certain length (L), having a tube diameter (d), cross-section area (A = πd2/4), ζ-potential at the shear plane close to the walls of the tube.
By pumping fluid through an external pressure difference (ΔP) gives rise to a streaming potential, which is expressed in Eq. 1.[13-14]. Dielectric constant (ε0, εr), conductivity (σ) and liquid viscosity (μ) are also presented in Eq. 1. Placing the wood sample with the fiber direction vertically (longitudinal direction) in a water reservoir, the pressure difference (ΔP) can be expressed by the capillary action (ΔP = 4γcos θ/d), where the liquid/cell wall contact angle from wetting (θ) and surface tension of the liquid (γ) also can be seen.[15]. Inserting the capillary action term into Eq. 1 forms Eq. 2.
The streaming current is dependent on the streaming potential and can is expressed by Eq. 3.

Rovnice se nezkopírovaly. To je ale výhoda, protože nejsou rozměrově správně.

Odpovědět

energetika schnoucího dřeva se spíše neblíží

Libor Zak,2022-12-13 09:34:39

Z hlediska poznání zajímavé. Bohužel se bojím, že více než o poznání, zde opět jde spíše o granty na výzkum ukládání energie, byť jakkoliv mizivé a hospodářsky nevýznamné, ale jako obhájení nějakého vědeckého výzkumu dostatečné. Podobných generátorů slabé elektřiny nám tisk přináší týdně tak dva tucty a jistě se na jejich vývoji dobře živí spousta "výzkumníků". Bohužel Evropský výzkum je tímto typický. Není důležité dojít k revoluci a vyvinout něco použitelného, stačí zkoumat něco, za co je evropská společnost ochotna platit v blaženém vědomí, že se pracuje na spáse planety.
A můj názor na konstatování v záhlaví článku "blíží se energetika vysychajícího dřeva", spíše ne. Něco, co generuje nepoužitelné množství energie v samých počátcích výzkumu se optimalizací dostane na úroveň stěží použitelné nebo použitelné, ale nerentabilní. V případě dřeva, když spálením dostaneme násobně více energie, než jeho opakovaným schnutím, si nemyslím, že jde o cestu budoucnosti. Ale na druhou stranu k té energetice hořícího dřeva nás evropský přístup k výzkumu možná posouvá mílovými kroky.

Odpovědět


Re: energetika schnoucího dřeva se spíše neblíží

Florian Stanislav,2022-12-13 11:52:31

Pro odlehlé oblasti snad by byl lepší generátor na dřevoplyn, za války na dřevoplyn jezdili benzinová auta (doktoři k pacientům) bez větších úprav motoru. Generátor dřevoplynu je nedokonalé spalování, ale zdroj tepla to je.
Navíc tento systém není závislý na slunečním svitu, kdy teplo není třeba a elektřina z fotovoltaiky je dostupnější.

Odpovědět


Re: Re: energetika schnoucího dřeva se spíše neblíží

Jiří Kocurek,2022-12-16 02:32:04

Pro odlehlé oblasti je vhodným vozem Škoda Sentinel. Dešťovka a suché dřevo stačí, pro plný výkon je ale potřeba černé uhlí. Funguje rovněž při jakémkoliv počasí a dobrání vody a paliva je možné v řádu nižších desítek minut.

Vzdálenost Praha-Brno dokázal parní vůz překonat za jediný den, což před 100 léty elektromobilem možné nebylo, neb nabíjení olověných baterií trvá 10 hodin a dojezd byl okolo 20-30 km. Ani zázračné řisšké technologie nenahradily prachobyčejné olověné baterie, které dobíjel prachobyčejný dieselagregát. https://www.youtube.com/watch?v=9Xin4hCouyA

Odpovědět

Nejlepší bioelektřinu

Jaroslav Štefaník,2022-12-13 01:35:16

měl šílený vědec Orfanik.

Odpovědět


Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce








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