Amikor legközelebb repül egy repülőtéren, hogy utolérje repülőgépet, vagy felrobbant egy lépéssel a táncparketten, tiszta, zöld energiát is termelhet. Legalábbis Xudong Wang és kutatói csapata reméli a Wisconsin-Madison Egyetemen.
A mérnökök egy új típusú, fenntartható anyagokból készült padlólapot találtak ki, amely a lépéseket felhasználható energiává alakítja. És a legjobb az egészben az, hogy egy szokásos hulladék anyagból készül: fapép.
Az olajárak várható emelkedése mellett a sarkon, új energiaforrások - a zöld energia - megtalálása elengedhetetlen. Bár úgy tűnik, hogy a napelemek ragaszkodnak, az USA napelemes kapacitása évente 43% -kal növekszik, és más olyan újítások, mint például a napelemes textilhónapok a piactól távol vannak, továbbra is gondolni kell a napos ablaküvegen kívül.
Írja be Wangot és kutatócsoportját.
„Ez egy teljesen más energiaforrás” - mondja Wang, az UW-M anyagtudományi és mérnöki egyetemi docens. A kutatást Wang, végzős hallgatója, Chunhua Yao és még sokan elvégezték, és ezt a szeptemberben közzétették a Nano Energy -ben. „A nap a napból származik, és az ilyen típusú energia az elhaladó emberek gyaloglásából vagy kerékpározásából származik. És teljesen más módon van felhasználva. ”
Ezen kívül teljesen eltérő alkalmazási területei vannak, mint a napelemen, mert nem függ a napsütötte égbolt működésétől; néhány emberre van szüksége ahhoz, hogy átmenjen rajta. A Wang padlója rezgés útján generál energiát, amelyet triboelektrikumnak is neveznek.
"Olyan triboelektromos energiagyűjtő táblát használunk, amely kémiailag kezelt cellulózszálakból készül, hogy vonzza az elektronokat" - mondja Wang, aki elismeri, hogy a kémiai részletek nem szabadíthatók fel, amíg a szabadalmi felülvizsgálati folyamat be nem fejeződik.
A kutatók kémiailag kezelték a cellulóz nanoszálakat, amelyekből a padló két különféle töltésű anyagból készül, úgy hogy amikor valaki a padlón sétál, akkor ezek a szálak kölcsönhatásba lépnek egymással, hasonlóan a statikus elektromossághoz. Az e rezgés által kibocsátott elektronokat ezután egy kondenzátor fogja el, amely a padlóhoz van rögzítve, és az energiát későbbi felhasználásra tárolják. Csatlakoztasson egy akkumulátort vagy más eszközt a kondenzátorhoz, és az energia felhasználható.
A fapadló nanoszálait a padlóban kémiailag kezelik két különféle töltésű anyaggal, így amikor valaki a talajon sétál, ezek a szálak kölcsönhatásba lépnek egymással. (Stephanie Precourt / UW-Madison Műszaki Főiskola) Wang úgy véli, hogy padlója lehet a zöld épület következő nagy dolga, mivel ez egy olcsó megújuló energiaforrás, amely újrahasznosítható anyagokat használ fel. Az ilyen típusú padló beszerelése sokkal megvalósíthatóbb, mint drágább társainál, például a napelemeknél, a fenntartható és bőséges fapép felhasználása miatt.
Wang szerint el lehet helyezni olyan területeken, ahol magas a forgalom, például repülőterek, sportstadionok vagy bevásárlóközpontok. Valójában Wang azt reméli, hogy a triboelektromos padlózat a kereskedelmi felhasználáson túl is kibővül, és beszivárog az otthonokba olyan padlóként, amely töltheti a lámpákat és a készülékeket. A végtermék hasonló lesz a több millió házban már telepített fapadlóval.
Az ötlet az, hogy ezt az innovatív mintát végül felhasználják az „út menti energia” felvételére. Ennek ellenére Wang tervezése nem olyan, mint a jelenlegi technológiánál, amelyet már alkalmaznak az ilyen betakarításhoz - kerámia alapú piezoelektromos anyagok -, és Wang szerint „a fapép lehet, hogy érzékenyebbek a nehéz körülményekre ”, vagyis jobb felületre vagy csomagolásra lenne szükség az aszfalt pótlásához.
Mint minden típusú új technológia, így lesz néhány kezdeti korlátozás is.
„A triboelektromos energia legnagyobb kihívása a szokatlanság” - mondja Eric Johnson, a Environmental Impact Assessment Review folyóirat főszerkesztője. „A sikerhez beruházásra van szükség. A befektetőknek tetszik a megismerés, ha nem a bizonyosság - valami, amit tudnak. ”
Johnson rámutat, hogy a jelenlegi mainstream technológiák sokának hasonló akadályai vannak az ugráshoz. Például a napkollektor, valaha egy nehezen lenyelhető koncepció, ma szó szerint uralja a megújuló energia piacát.
Függetlenül attól, hogy az alternatív energiaipar továbbra is jelentős lépéseket tesz a piacon, Johnson szerint a sok ilyen újítás előrelépésének döntése általában kevésbé függ a tényleges technológiától, inkább a gazdaságosságtól és az észlelt biztonságtól.
Tehát Wangnak és csapatainak először ki kell építeni egy prototípust a padló nagyobb méretű tesztelésére.
"Jelenleg a laboratóriumunkban kipróbált kis darab körülbelül négy négyzet hüvelyk és egy milliwatt teljesítményt képes előállítani" - mondja Wang. A csapat egyszerűen kiszámította a 10 méterre-tíz méterre terjedő alapterületet, amelyet triboelektromos padlójuk borított. Feltételezve, hogy átlagosan tíz ember sétált a környéken, és mindenki másodpercenként két lépést tett, az összteljesítmény másodpercenként körülbelül 2 Jule lesz. Másképpen fogalmazva: Wang szerint az előállított energiamennyiség az iPhone 6 akkumulátorának kb. 30% -ával egyenlő.
"Mivel ez egy ilyen költséghatékony megközelítés, mivel újrahasznosított anyagokat használ" - mondja Wang. "Próbálunk nagyméretű padlólapokká tenni, hogy nagy forgalmú helyre telepítsük, hogy valóban megvizsgáljuk, mennyi energiát lehet előállítani."
Együtt dolgoznak a Madison-i székhelyű erdőtermék-laboratóriummal, amely az egyetlen szövetségi laboratórium, amely az erdészeti termékek kutatására törekszik, és amelyet elsősorban az Egyesült Államok Erdészeti Szolgálata használ. A laboratórium nemcsak a cellulózszálat szállítja, hanem segíti a csapatot egy nagyobb prototípus létrehozásában is.
Szerencsére Wang kiválaszthat egy nagy forgalmú területet az UW-M campusán, hogy kipróbálhassa. Több mint 43 000 hallgatóval egyetemen dolgozva, prototípusa minden bizonnyal jelentős edzést fog eredményezni.
