Генерация электроэнергии во время сушки древесины

13.12.2022

Работая с мелкими деталями внутри дерева, шведские инженеры придумали интересный новый способ уборки электроэнергии. Эта технология использует естественные процессы, которые уже происходят при сушке древесины, но перегружает ее, чтобы получить достаточно электроэнергии для светодиодов и других небольших устройств.

Исследование, которое проводит наноинженеры из Королевского технологического института KTH, сосредоточено на последовательности происходящих событий, когда древесина становится влажной, а затем высыхает. Это называется транспирация и происходит во всех растениях, когда вода проходит через них, а затем улетучивается, фактически производя небольшое количество биоэлектричества.

Предыдущие попытки уловить и использовать это электричество были усложнены из-за низкой мощности, но авторы считают, что они решили эту проблему, реконструировав стенки деревянных ячеек. С помощью новой обработки с использованием гидроксида натрия, команда смогла создать высокопористые версии с большей площадью поверхности и большей проницаемостью клеточных стенок для воды.

Это приводит к большему поверхностному заряду и перемещению воды через материал, что улучшает его способность генерировать электричество. Это можно было еще больше повысить за счет точной настройки уровня pH древесины.

"Мы сравнили ячеистую структуру обычной древесины с материалом, который мы улучшили относительно поверхности, пористости, поверхностного заряда и переноски воды, - сказал Юаньюань Ли. - Наши измерения показали, что выработка электроэнергии в 10 раз выше, чем у натурального дерева".

В текущем виде инженерная древесина может выдавать 1 вольт и выходную мощность 1,35 микроватт на квадратный сантиметр. Он может работать на этом уровне в течение двух-трех часов и выдерживать десять циклов воды, прежде чем производительность начнет падать. Нужна дополнительная работа, чтобы технология действительно нашла практическое применение, но потенциал вдохновил ученых.

"Сейчас мы можем использовать небольшие устройства, такие как светодиодная лампа или калькулятор, - говорит Ли. Для нормального домашнего хозяйства нам понадобится гораздо больше материалов и воды, поэтому требуются дополнительные исследования".

<< Назад: Обнаружена связь между страхом и алкогольной зависимостью 13.12.2022

>> Вперед: Водоросли помогут добыть золото из горячих источников 12.12.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Искусственный мозговой матрикс 29.11.2025

Биоинженерия стремительно выходит за пределы традиционной работы с клетками и биоматериалами. Ученые пытаются не просто выращивать ткани, но и воссоздавать механизмы, управляющие жизнью клеток в реальном организме. Одним из наиболее амбициозных направлений стала разработка искусственных матриксов, которые могли бы подменить природную среду и дать исследователям возможность изучать работу мозга без участия биологических компонентов. На этом фоне работа специалистов Калифорнийского университета в Риверсайде представляет собой особенно заметный шаг вперед. В центре их исследования - платформа BIPORES, созданная полностью из синтетических веществ. Цель проекта заключалась в попытке смоделировать сложную, многослойную структуру внеклеточного матрикса, который в настоящем мозге обеспечивает питание, связь и организацию нервных клеток. При этом разработчики сознательно отказались от каких-либо белков, традиционно необходимых для прикрепления клеток, таких как ламинин или фибрин. Это решени ...>>

Ранняя Вселенная не была ледяной 28.11.2025

Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах. Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света. ...>>

Случайная новость из Архива Беспроводная передача данных 1 терабит в секунду 26.02.2015 Исследователям из научного центра 5G Innovation Centre of Surrey, расположенного в Великобритании, похоже, удалось поставить новый рекорд. Совсем недавно они протестировали оборудование, обеспечивающее беспроводную передачу данных на скорости более 1 терабита в секунду при минимальной латентности. Это действительно достижение, превосходящее ранее полученные результаты - к примеру, 7,5 Гбит/с, достигнутые в лабораториях Samsung. Но важнее то, что новые системы позволили свести сетевые задержки к значению в районе одной миллисекунды. Правда, в таком режиме они были протестированы на расстоянии не более 100 метров в лабораторных условиях. Результат подтвержден и зафиксирован, теперь исследователи планируют провести серию испытаний в реальных условиях, что запланировано на следующий год. А в 2018 году планируется провести публичную демонстрацию новой технологии связи. Как отметил один из участников проекта, важнейшим аспектом сетей пятого поколения (5G) станет долгосрочная поддержка новых приложений. Пока не известно, какие именно приложения будут использоваться в 2020, 2030, а уж тем более в 2040 году, но ясно одно - они будут весьма требовательными к латентности. В ближайшие годы предстоит сделать немало, прежде чем такие скорости станут реальностью, ведь потребуется полностью новая инфраструктура и новые технологии, способные уместиться в смартфонах, но при этом поддерживающие столь быструю передачу данных. Пока же многие смартфоны с поддержкой LTE не поддерживают всех возможностей даже сетей четвертого поколения (4G), а ведь стандарт LTE-Advanced позволяет скачивать данные на скорости порядка 1 Гбит/с для стационарных приемников и в районе 300 Мбит/с для мобильных пользователей.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025