Ученые придумали, как вырабатывать электричество при ходьбе по деревянному полу
Ученые Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zürich) разработали технологию, которая позволяет деревянным полам вырабатывать электричество, когда по ним ходит человек. Причем энергии вырабатывается достаточно для питания светодиодных ламп.
В основе разработки лежит трибоэлектрический эффект - способность материалов вырабатывать электрический заряд при соприкосновении друг с другом и передаче электронов. При этом материалы, отдающие электроны, называются трибоположительными, а получающие - трибоотрицательными.
Группа ученых Швейцарской высшей технической школы Цюриха в главе с Гвидо Панзарасой (Guido Panzarasa) обнаружила, что дерево, которое в обычных условиях является нейтральным применительно к трибоэлектрическому эффекту, меняет свои свойства при добавлении других материалов. Авторы исследования добавили в одну деревянную панель кремний, а в другую - нанокристаллы цеолитного имидазолатного каркаса-8 (ZIF-8), это соединение, включающее металлические ионы и органические молекулы, способно отдавать электроны.
При такой конфигурации, как установили ученые, выработка электрического заряда в 80 раз превосходит показатели простого дерева. Если человек пройдет по полам, изготовленным из данных материалов, то выработанного электричества окажется достаточно для питания светодиодных ламп.
Для подтверждения своей гипотезы авторы исследования изготовили миниатюрные панели размерами 2 × 3,5 см и подключили к ним электроды для передачи электричества. Как выяснилось, достаточно приложить к подобной конструкции механическое усилие в 50 Н, чтобы получить напряжение в 24,3 В. Более крупный образец размером примерно с лист бумаги формата A4 оказался достаточно эффективным для питания домашних светодиодных ламп или небольших электронных устройств вроде калькуляторов.
В настоящий момент авторы исследования проводят дополнительную работу по адаптации данной технологии к массовому производству, а также по снижению ее потенциального влияния на экологию.
