Wissenschaftler haben Schwammholz-Nanogeneratoren entwickelt
Hallo liebe Abonnenten und Gäste meines Kanals. Wir alle sind von zahlreichen Energiequellen umgeben, aber der Haken ist, dass wir uns mit den meisten einfach nicht verbinden können.
Ingenieure aus der Schweiz haben in ihrer neuen wissenschaftlichen Arbeit eine umweltfreundliche Methode zur Herstellung von Nanogeneratoren aus Schwamm demonstriert Holz, mit dem ein Holzboden geschaffen werden kann, der buchstäblich bei jedem Strom erzeugen kann Schritt.
Wie Schwammholz-Nanogeneratoren funktionieren
Das von Wissenschaftlern erzeugte Material arbeitet mit dem sogenannten piezoelektrischen Effekt, dessen Kern darin besteht, dass beim Komprimieren des Materials (in infolge mechanischer Einwirkung) bilden sich Bereiche mit positiven und negativen Ladungen, wodurch eine Spannung bei erzeugt wird Verbindung.
Ingenieure der ETH Zürich und der EMPA haben in ihrer neuen wissenschaftlichen Arbeit beschlossen, den piezoelektrischen Effekt eines Materials wie Holz zu untersuchen. Normalerweise ist dieses Material nicht flexibel genug, um genügend Strom zu erzeugen. Daher haben Wissenschaftler einen Weg gefunden, den Baum zu modernisieren, um den Rückstoß zu erhöhen.
Sie beschlossen, das Holz einem Prozess zu unterziehen, der als Delignifizierung bezeichnet wird. Der Punkt ist, dass Lignine natürliche Polymere sind, die die Rolle von Stützstrukturen in Pflanzenzellen, insbesondere Bäumen, spielen. Es ist dieses natürliche Polymer, das den Baum selbst und seine Rinde so zäh und langlebig macht.
Das Entfernen einiger Lignine hat das Holz schwammiger gemacht. Somit konnte es leicht komprimiert und dann in seinen ursprünglichen Zustand zurückgebracht werden, nachdem der Druck auf den schwammigen Baum abgelassen worden war.
Zwei Experimente in einem
Die Wissenschaftler beschlossen, zunächst zwei Möglichkeiten zur Extraktion von Lignin zu testen. Im ersten Fall beschlossen sie, den Baum in einem Bad mit Wasserstoffperoxid und Essigsäure zu tränken. Und im zweiten Fall entschieden sie sich für den Pilz Ganoderma applanatum, der Lignin aus Holz zersetzt.
So wurden zwei Formen von schwammigem Holz erhalten, die Wissenschaftler als piezoelektrischen Generator testeten.
Die erste Linie war Holz, das unter Verwendung eines Säurebades erhalten wurde. So konnte der untersuchte Würfel mit Seiten von 1,5 cm etwa 0,63 Volt erzeugen. Gleichzeitig blieb der Generator über 600 Zyklen vollständig stabil.
Dann nahmen die Ingenieure 30 ähnliche Blöcke und setzten sie einer Kompression mit einem Gewicht aus, das dem Gewicht eines Erwachsenen ähnlich war. Die auf diese Weise erzeugte Energie reichte aus, um das LCD zu beleuchten.
Dann war es an der Zeit, den mit dem Pilz behandelten Baum zu testen. So hat sich solches Holz als Generator noch besser gezeigt. Ein ähnlicher Würfel erzeugte eine maximale Spannung von 0,87 Volt. Außerdem ist die Verwendung des Pilzes viel umweltfreundlicher und wirtschaftlicher.
Die Ingenieure schlagen daher vor, dass der Holzschwammgenerator als energieintensives Bodenmaterial und als tragbare Sensoren Anwendung finden kann. Die Wissenschaftler teilten die Ergebnisse der auf den Seiten der Zeitschriften ACS Nano und Science Advances geleisteten Arbeit mit.
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