100kitov.ru

Интересные факты — события, биографии людей, психология
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Найден способ выработки электричества при помощи мягкой древесины

Наногенераторы из губчатой древесины обеспечивают получение энергии от умных полов

Вокруг нас есть бесчисленные источники энергии, нам просто нужно придумать, как к ним подключиться.

Наногенераторы из губчатой древесины обеспечивают получение энергии от умных полов

Сейчас швейцарские исследователи продемонстрировали экологически чистый способ изготовления полов из губчатой древесины, которые могут вырабатывать электричество с каждым шагом.

Деревянные губчатые наногенераторы

Материал работает с использованием так называемого пьезоэлектрического эффекта. По сути, поскольку материал сжимается под механическим напряжением, положительные и отрицательные заряды отделяются от противоположных поверхностей, генерируя напряжение при подключении.

Если вы делаете пол из этих материалов, то вы можете собирать энергию и со ступеней, когда люди ходят по ним. Этот принцип применен в тротуарной плитке PaveGen и на футбольных полях, которые питают собственное освещение. Похожие полы, которые накапливают энергию, вместо этого используют трибоэлектрический эффект, в котором электричество вырабатывается за счёт трения, когда нановолокна трутся друг о друга.

Наногенераторы из губчатой древесины обеспечивают получение энергии от умных полов

В новых исследованиях исследователи из ETH Цюриха и EMPA исследовали пьезоэлектрический потенциал общего строительного материала — древесины. Обычно он недостаточно гибкий, чтобы вырабатывать много электричества, поэтому команда разработала способ дать ему больше отдачи.

Исследователи подвергли дерево процессу, называемому «делигнификация». Лигнины — это природные полимеры, которые выступают в качестве несущих конструкций в ячейках растений, особенно в дереве и коре, что сохраняет их жесткость и прочность. Удаление некоторых из этих лигнинов сделало древесину более губчатой, поэтому она может быть легко сжата, а затем вернуться к своей первоначальной форме, когда давление выключено.

В первом тесте команда делигнифицировала древесину, замачивая ее в ванне с перекисью водорода и уксусной кислотой. Во втором они экспериментировали с более мягким методом — с использованием гриба под названием Ganoderma appanatum, который разлагает лигнин из дерева.

Наногенераторы из губчатой древесины обеспечивают получение энергии от умных полов

Обе формы губчатой древесины были испытаны в лаборатории в качестве пьезоэлектрического генератора. В начале был куб материала сторона которого была размером около 1,5 см, сделанный с помощью кислотной ванны. Он мог вырабатывать около 0,63 В, что давало питание небольшому датчику и было стабильным в течение 600 циклов. Команда собрала 30 таких блоков вместе и сжала их примерной массой взрослого человека, и этого оказалось достаточно, чтобы зажечь ЖК-дисплей.

Читайте так же:
Ящик Пандоры – что такое, смысл, происхождение, примеры употребления фразеологизма

Губчатая древесина, изготовленная с помощью грибка, работала еще лучше — куб того же размера вырабатывал максимальное напряжение 0,87 В. Другое преимущество этого метода, по словам команды, заключается в том, что он более экологичен.

Исследование показало, что такой губчатый генератор древесины может быть полезен как в качестве энергосберегающего материала для напольных покрытий, так и в качестве износостойкого датчика. В другом недавнем исследовании группа продемонстрировала другие способы применения, например, древесину, которая светится под ультрафиолетовыми лучами.

Результаты исследования были опубликованы в журналах ACS Nano и Science Advances. опубликовано econet.ru по материалам newatlas.com

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Получение электроэнергии от деревьев

alt=»Электроэнергия из дерева» width=»129″ height=»200″ />Компания MagCap Engineering, которая находится в Массачусетсе сотрудничает с ученым — Гордоном Уодлом (Gordon W. Wadle). Плодом их работы стала теория о выработке электроэнергии благодаря живым деревьям. Они надеются на то, что через несколько лет, нам, чтобы подогреть себе еду, придется просто протянуть свой провод к ближайшему дереву. Инженеры из Америки считают, что в ближайшем будущем деревья будут все время вырабатывать для нас малое количество электричества. Все это будет накапливаться в специальных аккумуляторах, а позже использоваться по мере надобности.

Основой изобретения Уодла (он был основателем проекта) является обычный металлический прут, который он воткнул в дерево и погрузил на определенную глубину в грунт. Схема, которая фильтрует ток и повышает напряжение, которое в процессе выходит, вполне достаточно, чтобы зарядить батарею. Сейчас демонстрационный вариант такого изобретения может питать маленький светодиод. Лагадинос думает, что любой человек может провести такой опыт у себя дома: «Воткните алюминиевый стержень через кору в ствол живого дерева; сделайте медную трубку и погрузите её на 17 сантиметров в грунт. Возьмите вольтметр и убедитесь, что между стержнем в стволе и зарытой трубкой есть потенциал — 0,8 — 1,2 вольта постоянного тока».

Получение электроэнергии от деревьев

«Думайте об окружающей среде как о батарее», заявляет Лагадинос. Представьте, что дерево — это положительно заряженные частицы, а пруток в грунте — это отрицательно заряженные частицы. Были проведены опыты, но они не подтвердили версию о детекторе волн. Ведь не было заметно, чтобы расходовался материал электродов, да и зависимости напряжения от высоты дерева тоже не наблюдалось. И, что самое интересное, на это влияет не фотосинтез. Ведь зимой, когда у деревьев нет листвы, электроэнергии вырабатывает даже больше. По крайней мере, так утверждают создатели проекта.

Читайте так же:
Высокое давление и риск инфаркта

Электроизмерения

Но также они говорят о том. Что деревьям не приносится ущерб. Конечно, в это слабо верится. Представляете, что вскоре все деревья города будут обмотаны проводами. Они будут приносить электроэнергию к нам в квартиры или освещать улицы, вывески на дорогах и магазинах. Все это, скорее всего, нанесет вред деревьям.

Электроэнергия из дерева

Но это не все, что придумал Лагадинос. Он изобрел способ, благодаря которому, этот естественный источник энергии можно переделать в полезный и выгодный постоянный ток. MagCap сделала опыт и электроизмерения, в котором испытала эти схемы. Она в одной цепи соединила 3 конденсатора параллельно. Позже, когда эта схема заражается от дерева примерно до 0,7 вольт, то цепь переходит на последовательное соединение. Так она увеличивает напряжение до 2,1 вольта. От такого напряжения очень хорошо работает светодиод. Еще один способ работы включает в себя фильтр-стабилизатор напряжения. Он помогает заряжать даже маленькую никель-кадмиевую батарейку.

Зарядка мобильных телефонов от дерева

Уодл утверждает: «В то время как проект находится в младенчестве, он имеет потенциал, чтобы обеспечить неограниченную поставку экологически чистой энергии, не полагаясь на ископаемое топливо». Уодл открыто, без капли стеснения, заявляет, что это изобретение по значимости не уступает такому важному событию, как открытие электричества. Он говорит, что постоянные источники электричества находятся вокруг нас. И что этим нужно воспользоваться.

Станция подзарядки мобильных телефонов

Сейчас в планах ученых, которые приняли участие в этом проекте, запатентовать изобретение и найти спонсоров. Ведь это новшество должно широко использоваться в городах. Оно разработано для массового потребления, а не для отдельных лиц. Поэтому сейчас нужны люди, которые согласятся вложить в этот проект свои деньги.

Управление освещением в лесу

Ученые говорят, что скоро, в течение года, они усовершенствуют свое изобретение. И позже, деревья будут вырабатывать напряжение до 12 вольт при силе тока 1 ампер. Иными словами, мы будем получать с одного дерева по 12 ватт. Это не так уж и мало, ведь это электричество еще и накапливается в специальных батарейках.

Читайте так же:
Как и из чего делают чипсы? Описание, фото и видео

Прочая и полезная информация baner_1.1baner_2

Энергия из древесных отходов

Наука и новые технологии Е. И. ФИЛИПЫЧЕВ 4568

Новый способ получения высококалорийного генераторного газа из древесных отходов и неликвидной древесины для производства электроэнергии и тепла разработан в Нижнем Новгороде.

Одним из альтернативных источников энергии (использование которого было бы особенно актуально для нашей страны) являются отходы лесной и деревоперерабатывающей промышленности. Объемы их в России огромны и в настоящее время не столько служат получению прибыли, сколько являются причинами расходов и головных болей хозяйственников.

В Центральном научно-исследовательском институте лесохимической промышленности (ЦНИЛХИ, г. Н. Новгород) озаботились задачей найти опилкам и щепкам достойное применение. В итоге появилось блестящее решение: был разработан способ получения из бросовых отходов и гниющих остатков древесины экономически выгодной электрической и тепловой энергии. Сотрудники ЦНИЛХИ создали технологию, изготовили и испытали лабораторную установку, запатентовали ее и сделали экономические расчеты (себестоимость эл. энергии при мощности генератора около 1МВт, составляет всего 0,52 руб/кВт. Даже нашли партнеров, которые могут разработать и изготовить как опытный образец, так и серийную продукцию, — причем нашли в России, а не за рубежом (разработчик ООО «Архимед», изготовитель ООО «Импульс» из г. Санкт-Петербурга).

Суть проекта — экономически выгодный способ газификации древесины. Газификация древесины осуществляется давно, старики еще помнят ЗИСы времен Отечественной войны с высокими баками позади кабины, которые шоферы топили дровами. После войны от таких экзотических машин отказались — хлопотно, ненадежно, пробег мал. Потом все и вовсе забыли об их существовании.

В институте иначе взглянули на проблему газификации древесины. В результате удалось обеспечить не только экономическую эффективность, но и экологическую безопасность переработки отходов.

Основным звеном нового способа газификации по методу ЦНИЛХИ является газогенератор (реактор) непрерывного действия, в который направляется измельченная древесина (щепа, опилки и т.п.). Поступающее в реактор сырье подвергается высокотемпературному нагреву, а образующиеся при этом продукты одновременно насыщаются кислородом и водородом. Получаемый при этом генераторный газ содержит в своем составе 86% горючих компонентов, в том числе 41,5% окиси углерода и 36,7% водорода.

Такая технология позволяет использовать бросовое сырье и получать при этом генераторный газ с теплотворной способностью до 12 МДж на 1куб. м газа, т.е. в 2,5 раза более высокой калорийности, чем при существующих традиционных способах газификации. Из 1 куб. м абсолютно сухой древесины можно получить 1506 кВт-ч электроэнергии и попутно 0,8 Гкал тепловой энергии. Расход топлива при этом на 1 кВт тепловой мощности в два раза ниже, чем при прямом сжигании древесины в современных энергетических комплексах.

Читайте так же:
Реставрация педальных машинок

Получаемый генераторный газ пригоден, например, для питания газопоршневых электростанций. В настоящее время потребность в таких комплексах только в Нижегородской области более 500 штук (причем уже имеются заявки от потребителей). Серийное производство газогенераторных установок позволит:
— ввести в деловой оборот десятки миллионов куб. метров неиспользуемой древесины и древесных отходов;
— обеспечить дешевой электрической и тепловой энергией предприятия и поселки, в том числе и в труднодоступных лесных районах;
— ликвидировать пожароопасные и экологически вредные отвалы из отходов деревообработки;
— снизить в 2-3 раза выбросы в атмосферу парниковых газов и окислов азота по сравнению с традиционными тепловыми и газогенераторными установками;
— исключить образование пожароопасных, экологически вредных отвалов из отходов деревообработки.

Электричество из биомассы, или «народный» электрогенератор

Электрическая тема – одна из самых популярных и обсуждаемых на нашем портале. Свет нужен всем: и тем, кто только начинает строиться, и загородным жителям, уже обжившим свои участки. Вот только электричество имеет свойство периодически «пропадать». Обрыв проводов, отключение, или просто «света» на всех не хватает. Причин множество. Проблема усугубляется тем, что все инженерные системы в доме зависимы от надёжной и бесперебойной подачи электроэнергии.

Мы уже рассказывали нашим читателям, как самостоятельно сделать резервную систему электропитания для загородного дома. Тем интереснее узнать, как подходят к решению данной проблемы за рубежом.

На первый взгляд кажется, что «там» уж точно всё в порядке. Отнюдь. Очередное отключение мастерской от городской электросети заставило жителя Калифорнии Джима Мейсона взглянуть на проблему под другим углом. Он занялся поиском альтернативного источника питания, который раз и навсегда помог бы ему обрести независимость от городских властей. Десять лет упорного труда, основание своей компании, и на свет появился компактный газогенератор, вырабатывающий электричество из древесной биомассы.

Ток вырабатывается следующим образом. В бункер-топку устройства закладывается биомасса. Это могут быть измельчённые отходы деревопроизводства, шелуха от семечек, скорлупа орехов, опилки и т.д. Далее топливо «загоняется» в длительный режим тления. В результате медленного горения биомассы, при её термическом разложении (пиролизе) выделяется древесный газ. Полученное газообразное горючее используется для работы трёхлитрового четырёхцилиндрового двигателя внутреннего сгорания, который, в свою очередь, приводит в действие генератор, вырабатывающий электрический ток.

Читайте так же:
Почему девятый вал самый большой? Причины, фото и видео

Газогенераторная электростанция может вырабатывать как одно-, двух-, так и трёхфазный переменный ток напряжением от 120 до 480В. Работа электростанции полностью автоматизирована и требует минимального участия человека. Пользователю достаточно загрузить в бункер топливную биомассу и раз в сутки удалять золу из специального автоматического накопителя.

Для выработки 1 кВт электроэнергии установка расходует 1.5 кг биомассы. Уровень вырабатываемой мощности во многом зависит от вида топлива, загруженного в бункер, т.к. объём вырабатываемого газа зависит от кондиционности биомассы, степени её просушки и т.д.

Инженеры подчёркивают, что установка не предназначена для работы на угле, твёрдых бытовых отходах, переработанных шинах, отходов пластика.

Благодаря мобильности и сравнительно небольшому весу установки, её можно перевозить на прицепе или в кузове автомобиля пикапа. Объединив несколько установок, можно собрать электростанцию для снабжения энергией небольшого поселения. Опционально к установке предлагается устройство, подключаемое к радиатору охлаждения двигателя. За счёт этого производится «съём» тепловой энергии, которая затем используется для нагрева воды в системе ГВС. Также установку можно объединить с другими источниками энергии, включая альтернативную.

Натурные испытания установки проводились в Западной Африке, и она полностью доказала свою работоспособность в жарком климате. По расчётам специалистов, установка будет полезна фермерам, владельцам небольших деревообрабатывающих производств, земле- и домовладельцам, желающим иметь мощный и компактный источник электроэнергии и не зависеть от энергокомпаний.

На FORUMHOUSE собраны правила технологического присоединения к электросетям. Есть тема, изучив которую, вы узнаете всё о системе автономного и резервного электропитания для загородного дома. Самодельщикам пригодятся статьи — часть 1 и часть 2, где рассказывается о необычном ракетном твердотопливном котле.

А в нашем видеосюжете рассказывается о том, как инвертор и блок аккумуляторов могут увеличить электрическую мощность в доме.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию