Следващият път, когато тичате през летище, за да хванете самолета си или да преместите движение на дансинга, бихте могли да генерирате и чиста, зелена енергия. Поне това е надеждата на Xudong Wang и неговия екип изследователи от Университета на Уисконсин-Медисън.
Инженерите са измислили нов тип подови настилки, изработени от устойчиви материали, които превръщат стъпките в използваема енергия. И най-хубавото е, че е направена от обикновен отпадъчен материал: дървесна каша.
При очакваното подобрение на цените на петрола точно зад ъгъла, намирането на нови източници на енергия - зелена енергия - е от съществено значение. Въпреки че слънчевата енергия изглежда стърчи, тъй като слънчевият капацитет на САЩ нараства с 43 процента всяка година и други иновации като слънчевия текстил месеци далеч от пазара, все още има нужда да се мисли извън слънчевата прозоречна кутия.
Влезте Ванг и неговият изследователски екип.
„Това е напълно различен енергиен източник“, казва Уанг, доцент по материалознание и инженерство в UW-M. Изследването е проведено от Уанг, неговия аспирант Чунхуа Яо и няколко други и беше публикувано в Nano Energy този септември. „Слънчевата енергия идва от слънцето, а този вид енергия идва от хората, които минават или колоездачи минават. И то е впрегнато съвсем различно. "
Освен това има напълно различни области на приложение от слънчевите, тъй като не зависи от слънчевото небе за работа; Всичко, от което се нуждае, е няколко души, за да преминете през него. Подовите настилки на Ван генерират енергия чрез вибрация, която е известна като трибоелектричност.
"Ние използваме триелектрична дъска за събиране на енергия, направена от целулозни влакна, които са химически обработени за привличане на електрони", казва Уанг, който признава, че химическите детайли не могат да бъдат освободени, докато процесът на преразглеждане на патент не приключи.
Изследователите химически обработиха нано влакната от дървесна пулпа, от които подовата настилка е изработена от два различно заредени материала, така че когато някой минава по пода, тези влакна след това си взаимодействат помежду си, подобно на статичното електричество. Електроните, освободени от тази вибрация, след това се улавят от кондензатор, който е прикрепен към подовата настилка и енергията се съхранява за по-късна употреба. Включете батерия или друго устройство в кондензатора и енергията може да се използва.
Нано влакната от дървесна маса в настилката се обработват химически с два различно заредени материала, така че когато някой се разхожда по пода, тези влакна си взаимодействат помежду си. (Stephanie Precourt / UW-Madison College of Engineering) Уанг вярва, че подовата му настилка може да бъде следващото голямо нещо за зеленото строителство, защото това е евтин възобновяем източник на енергия, който използва рециклируеми материали. Поставянето на този тип подови настилки е много по-възможно от неговите по-скъпи колеги, като например слънчеви панели, поради използването на устойчива и изобилна дървесна маса.
Уанг казва, че може да бъде поставен в райони с високи нива на движение на краката като летища, спортни стадиони или молове. Всъщност Ванг се надява, че триелектричните настилки ще се разширят извън търговската употреба и ще проникнат в домовете като подови настилки, които могат да зареждат светлини и уреди. Крайният продукт ще изглежда подобно на дървените подове, които вече са инсталирани в милиони домове.
Идеята е в крайна сметка да се използва този иновативен дизайн за улавяне на „крайпътна енергия.“ Въпреки това, дизайнът на Ван не е като сегашната технология, която вече се използва за този вид прибиране на реколтата - керамични пиезоелектрически материали - и, казва Ванг, „дървената маса може да бъде по-уязвим от тежките условия “, което означава, че ще се нуждае от по-добър интерфейс или опаковка, за да работи като заместител на асфалта.
Както всеки тип нова технология, ще има някои първоначални ограничения.
„Най-голямото предизвикателство за триелектрическата енергия е нейната неконвенционалност“, казва Ерик Джонсън, главен редактор на изданието на списанието Environmental Impact Review Review . „За да успее, тя се нуждае от инвестиция. Инвеститорите обичат познатостта, ако не и сигурността - нещо, което знаят. "
Джонсън посочва, че много от съвременните основни технологии са имали подобни препятствия за прескачане. Solar, например, някога трудно поглъщаща се концепция, сега буквално доминира на пазара на възобновяема енергия.
Независимо от това, тъй като алтернативната енергийна индустрия продължава да постига големи постижения на пазара, Джонсън казва, че решението за напредък с много от тези иновации като цяло зависи по-малко от реалната технология и повече от икономиката и възприеманата безопасност.
И така, Ванг и неговият екип първо трябва да създадат прототип, за да тестват подови настилки в по-голям мащаб.
"В момента малкото парче, което тестваме в нашата лаборатория, е около четири квадратни инча и може да произведе един миливат мощност", казва Уанг. Екипът извърши просто изчисление за площ от 10 до 10 фута, покрита с техните триелектрични настилки. Ако приемем, че средно 10 души са ходили по зоната и всеки човек е правил две стъпки всяка секунда, общата енергия ще бъде приблизително 2 джаула в секунда. Казано по друг начин, Уанг казва, че количеството генерирана енергия ще се равнява на около 30 процента от iPhone 6 батерия.
"Тъй като това е толкова рентабилен подход, тъй като използва рециклирани материали, " казва Уанг, "ние се опитваме да го превърнем в големи подови панели, за да го монтираме на място с голям трафик, за да тестваме наистина колко енергия може да бъде произведена."
Те работят с базираната в Медисън лаборатория за горски продукти, която е единствената федерална лаборатория, която е посветена на изследвания на горски продукти и се използва предимно от Службата за горите в САЩ. Лабораторията доставя не само дървесното целулозно влакно, но и помага на екипа да създаде по-голям прототип.
За щастие, Wang може да избере зона с голям трафик в кампуса на UW-M, за да го изпробва. С над 43 000 студенти в кампуса във всеки един от тях, прототипът му със сигурност ще получи основна тренировка.
