Menemukan cara baru untuk mendapatkan energi dari berjalan

Para ilmuwan dari University of Wisconsin di Madison telah menemukan cara sederhana dan murah untuk mengubah berjalan menjadi listrik yang dapat digunakan. Xudong Wang dan rekan-rekannya menemukan bahan yang menghasilkan listrik ketika orang-orang menginjaknya.

Metode baru menemukan penggunaan yang baik untuk produk setengah jadi berserat seperti bubur kayu . Kayu berjumbai, yang sudah ada di lantai, sebagian terbuat dari nanofibre selulosa. Mereka adalah serat kecil yang, setelah perawatan kimia tertentu, mampu membentuk muatan listrik ketika mereka bersentuhan dengan yang tidak diobati. Xudong Wang, profesor bidang bahan dan teknik di University of Wisconsin Madison, dan mahasiswa pascasarjana Chunhua Yao menerbitkan karya mereka di Nano Energy pada 24 September.

Ketika nanofibers tertanam di lantai, mereka dapat menghasilkan listrik yang menyalakan lampu dan mengisi baterai. Karena pulp kayu murah, tersebar luas, dan limbah terbarukan dari banyak industri, teknologi baru mungkin terjangkau seperti lantai konvensional.

Untuk melakukan ini, para peneliti mengekstraksi nanofibre selulosa dari pulp kayu dan membaginya menjadi dua lapisan, salah satunya diolah secara kimia untuk membuatnya bermuatan positif. Kemudian mereka membungkus kedua lapisan itu dalam karton dan menekannya untuk mendapatkan papan yang kaku.

Di bawah tekanan kaki, dua lapisan selulosa bersentuhan dan bertukar elektron. Ketika kaki naik, elektron kembali, tetapi melewati sirkuit eksternal, menghasilkan energi. Satu langkah di permukaan seperti itu menghasilkan 10 hingga 30 volt dan mampu menerangi 35 LED hijau.

Ada bahan serupa lainnya untuk menghasilkan energi "langkah" - keramik dan logam. Tapi mereka mahal, atau tidak cocok untuk digunakan kembali, atau tidak praktis untuk penggunaan skala besar.

Selama bertahun-tahun, Pusat Penelitian Wang telah menguji berbagai bahan untuk memaksimalkan keunggulan teknologi yang disebut triboelectric.nanogenerator (TENG). Karena efek triboelektrik, listrik statis dihasilkan pada pakaian. Nanofibre selulosa yang diolah secara kimia adalah alternatif yang sederhana, murah, dan efektif untuk menggunakan sumber energi mekanik yang tersebar luas ini.

Ilmuwan percaya bahwa teknologi TENG dapat dengan mudah dimasukkan ke dalam semua jenis lantai segera setelah siap untuk dijual. Tim Wang sekarang berencana untuk membangun dan menguji prototipe di kampus University of Wisconsin di Madison di tempat-tempat dengan banyak orang. Pada akhirnya, mereka akan mengusulkan penggunaan papan lantai "hijau" di stasiun kereta api dan pusat perbelanjaan, di mana mereka bisa memberi makan lampu dan sensor.

Hasil tim di University of Wisconsin di Madison adalah kemajuan terbaru dalam studi energi hijau dan terbarukan yang disebut "pemanenan energi pinggir jalan". Dalam beberapa situasi, ia dapat bersaing dengan energi matahari, karena tidak tergantung pada cuaca yang cerah. Para peneliti yang meneliti metode pinggir jalan untuk mengumpulkan dan mengubah energi sekunder melihat bumi sebagai sumber energi yang kaya dan terbarukan, meskipun cadangan bahan bakar fosil terbatas.

“Para ilmuwan telah bekerja keras untuk mengumpulkan energi dari aktivitas manusia. Salah satu caranya adalah membangun sesuatu untuk menempatkan orang di sana. Cara lain adalah dengan membangun sesuatu yang memiliki akses konstan ke orang. Bumi adalah tempat yang paling cocok, ”kata ilmuwan.

Jika Anda menggunakan teknologi ini di tempat-tempat lalu lintas yang padat, misalnya, di stadion atau di pusat perbelanjaan, kami akan mendapatkan sejumlah besar energi. Setiap bagian fungsional di dalam lapisan tersebut terdiri dari dua bahan dengan muatan yang berbeda, termasuk nanofibre selulosa dengan ketebalan satu milimeter atau bahkan lebih tipis. Lantai dapat terdiri dari beberapa lapisan untuk mendapatkan lebih banyak energi.

"Tes pertama di laboratorium kami menunjukkan bahwa teknologi berjalan pada jutaan siklus tanpa masalah," kata Wang. "Kami tidak mengubah angka-angka ini ke dalam layanan lantai, tapi saya pikir dengan desain yang tepat, TENG akan dengan mudah bertahan (lantai)."

Terlepas dari semua keuntungan jelas dari teknologi hijau, beberapa ilmuwan skeptis terhadap perkembangan Wang. Alistair Sproul dari Universitas New South Wales di Sydney percaya bahwa dibandingkan dengan sumber energi terbarukan lainnya, bahan baru menghasilkan jumlah output yang sangat kecil. "Jika Anda ingin memberi kekuatan pada masyarakat dan membuat segalanya menjadi efisien, dapatkan tenaga surya atau angin," katanya.

Wang percaya bahwa energi langkah dapat melengkapi energi matahari. “Konsepnya adalah menghasilkan listrik dari energi yang bisa terbuang sia-sia. Ia bekerja di dalam bangunan atau di bawah tanah, di mana sinar matahari tidak menembus atau jumlahnya terlalu sedikit, ”katanya.

Sekarang tim yang dipimpin oleh Wang akan mencoba membuktikan bahwa papan baru itu tahan lama dan hemat biaya. Biaya pembuatan papan "energi" praktis tidak berbeda dari yang biasa. Namun, diperlukan biaya tambahan untuk mengganti lapisan yang ada dan memasang yang baru.

“Teknologi kami tidak dapat menggantikan koleksi energi surya. Tetapi kami percaya bahwa penggunaannya sebagai suplemen akan menjadi yang paling hemat biaya dibandingkan dengan teknologi lain yang mendapatkan energi dari langkah-langkah. ”

Source: https://habr.com/ru/post/id398721/