Encontré una nueva forma de obtener energía al caminar

Los científicos de la Universidad de Wisconsin en Madison han ideado una forma simple y económica de convertir el caminar en electricidad utilizable. Xudong Wang y sus colegas inventaron material que genera electricidad cuando la gente lo pisa.

El nuevo método encuentra buen uso para un producto semiacabado fibroso como la pulpa de madera . La madera deshilachada, que ya está en el piso, está hecha parcialmente de nanofibras de celulosa. Son fibras diminutas que, después de cierto tratamiento químico, pueden formar una carga eléctrica cuando entran en contacto con otras no tratadas. Xudong Wang, profesor asociado de materiales e ingeniería en la Universidad de Wisconsin Madison, y su estudiante graduado Chunhua Yao publicaron su trabajo en Nano Energy el 24 de septiembre.

Cuando las nanofibras están incrustadas en el piso, pueden generar electricidad que enciende las luces y carga las baterías. Debido a que las pulpas de madera son desechos baratos, generalizados y renovables de muchas industrias, las nuevas tecnologías pueden ser tan asequibles como los pisos convencionales.

Para hacer esto, los investigadores extrajeron nanofibras de celulosa de la pulpa de madera y las dividieron en dos capas, una de las cuales fue tratada químicamente para que se cargara positivamente. Luego envolvieron ambas capas en cartón y las presionaron para obtener una tabla rígida.

Bajo la presión del pie, dos capas de celulosa entran en contacto e intercambian electrones. Cuando la pierna sube, los electrones regresan, pero pasan a través de un circuito externo, generando energía. Un paso en dicha superficie genera de 10 a 30 voltios y es capaz de encender 35 LED verdes.

Existen otros materiales similares para la generación de energía "escalonada": cerámica y metales. Pero son caros, o inadecuados para su reutilización, o poco prácticos para su uso a gran escala.

Durante muchos años, el Centro de Investigación Wang ha probado varios materiales para maximizar las virtudes de una tecnología llamada triboeléctrica.nanogenerador (TENG). Debido al efecto triboeléctrico, se genera electricidad estática en la ropa. Las nanofibras de celulosa tratadas químicamente son una alternativa simple, económica y efectiva al uso de esta fuente generalizada de energía mecánica.

El científico cree que la tecnología TENG se puede incorporar fácilmente en todo tipo de pisos tan pronto como esté lista para la venta. El equipo de Wang ahora planea construir y probar un prototipo en el campus de la Universidad de Wisconsin en Madison en lugares con un gran flujo de personas. En última instancia, van a proponer el uso de tableros de piso "verdes" en estaciones de tren y centros comerciales, donde podrían alimentar luces y sensores.

El resultado del equipo de la Universidad de Wisconsin en Madison es el último avance en el estudio de la energía verde y renovable llamado "cosecha de energía en carretera". En algunas situaciones, podría competir con la energía solar, ya que no depende del clima despejado. Los investigadores que están investigando métodos en el camino para recolectar y convertir energía secundaria ven a la Tierra como una fuente de energía rica y renovable, a pesar de las limitadas reservas de combustibles fósiles.

“Los científicos han trabajado duro para recolectar energía de las actividades humanas. Una forma es construir algo para poner a la gente allí. Otra forma es construir algo a lo que las personas tengan acceso constante. La tierra es el lugar más adecuado ", dice el científico.

Si utiliza esta tecnología en lugares de mucho tráfico, por ejemplo, en estadios o centros comerciales, obtendremos una cantidad significativa de energía. Cada parte funcional dentro de dicho recubrimiento consta de dos materiales con diferentes cargas, incluidas nanofibras de celulosa con un grosor de un milímetro o incluso más delgado. El piso puede consistir en varias capas para obtener más producción de energía.

"La primera prueba en nuestro laboratorio mostró que la tecnología funciona en millones de ciclos sin ningún problema", dice Wang. "No convertimos estas cifras en la vida útil del piso, pero creo que con el diseño adecuado, TENG sobrevivirá fácilmente (el piso)".

A pesar de todas las ventajas claras de la tecnología verde, algunos científicos se mostraron escépticos sobre el desarrollo de Wang. Alistair Sproul de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Sydney cree que, en comparación con otras fuentes de energía renovable, el nuevo material produce una cantidad muy pequeña de producción. "Si desea impulsar la sociedad y hacer que las cosas sean eficientes, obtenga energía solar o eólica", dice.

Wang cree que la energía de los pasos puede complementar la energía solar. “El concepto es generar electricidad a partir de energía que podría haberse desperdiciado. Funciona dentro de edificios o bajo tierra, donde los rayos del sol no penetran o hay muy pocos de ellos ”, señala.

Ahora el equipo dirigido por Wang intentará demostrar que los nuevos tableros son duraderos y rentables. El costo de producir tableros de "energía" prácticamente no difiere de los ordinarios. Sin embargo, se requieren costos adicionales para reemplazar el recubrimiento existente e instalar uno nuevo.

“Nuestra tecnología no puede reemplazar la recolección de energía solar. Pero creemos que su uso como suplemento será el más rentable en comparación con otras tecnologías que obtienen energía de los pasos ".

Source: https://habr.com/ru/post/es398721/