Cine poate uita acele pardoseli electrice de discotecă, incorecte pentru PlanetaNoastra și mari consumatoare de energie? În curând, am putea avea un nou tip de pardoseală electrică din lemn care își generează propria electricitate atunci când pășești pe ea, grație efectului piezoelectric.
Piezoelectricitatea este generată atunci când anumite materiale sunt supuse stresului mecanic; am arătat plăci piezoelectrice unde oamenii care merg sau sar pe ele produc energie și le fac să se lumineze, dar toate erau dispozitive mecanice complexe. Se știe de mult timp că celuloza din lemn este piezoelectrică, dar randamentul este neglijabil. Cu toate acestea, acum o echipă condusă de Ingo Burgert de la Știința Materialelor Lemnoase, Institutul pentru Materiale de Construcții ETH Zurich, a descoperit cum să extragă energie din lemn.
Cercetătorii explică în Science Advances că efectul piezoelectric în lemn provine din celuloza cristalină, dar efectul este mic deoarece lemnul este solid și împiedică comprimarea cristalelor. Însă oricine a călcat vreodată pe lemn putrezit știe că este moale și elastic, deoarece ciupercile mănâncă lignina, materialul structural din lemn. Așadar, cercetătorii au tratat lemnul de balsa cu ciupercă albă de putregai și au găsit punctul optim la 10 săptămâni, cu o pierdere în greutate de 45% la lemnul de balsa deja foarte ușor.
Ei au descoperit că lemnul elastic putea fi presat de sute de ori și să rămână stabil mecanic. Apoi au setat un motor pentru a presa lemnul și un contor pentru a măsura puterea electrică, care a fost de 58 de ori mai mare la lemnul degradat decât la lemnul natural. „Tensiunea în creștere a fost atribuită compresibilității mecanice crescute a lemnului degradat, care este legată de creșterea pierderii în greutate.”
Randamentul încă nu era foarte mare, doar 8.4 volți cu un curent de 13.3 nanoamperi (nA, o miliardime dintr-un amper), dar blocurile de lemn sunt minuscule, cu latura de aproximativ 1.6 cm și înălțimea de aproximativ 1.3 cm. Cu toate acestea, ele pot fi conectate împreună ca bateriile (de aceea bateriile sunt numite „pile” în Marea Britanie, o grămadă de celule separate) pentru a crește randamentul. Cercetătorii au conectat nouă dintre ele și le-au acoperit cu o furnir subțire, apoi le-au conectat la un LED. Voila: o pardoseală de discotecă auto-alimentată, sau în acest experiment, o casă minusculă. „Pe baza studiului nostru fundamental, vizualizăm posibilitatea de a realiza pardoseli din lemn la scară largă, permițând producerea de electricitate din activități umane, cum ar fi în sălile de bal.”
Cercetătorii notează că există multe substanțe chimice, cum ar fi hidroxidul de sodiu, care ar fi putut fi folosite în locul ciupercilor și care ar fi putut fi mai rapide. „Cu toate acestea, meritele acestor abordări de delignificare chimică sunt depășite de avantajul fundamental al metodei noastre bazate pe ciuperci: și anume, de a fi complet sustenabilă și ecologică.”
Cu toate acestea, aceste procese biologice, cum ar fi putrezirea, nu se întâmplă uniform, ceea ce ar putea cauza probleme. Când a fost întrebat despre acest lucru, Burgert Ingo a declarat pentru PlanetaNoastra:
Lemnul de balsa nu provine din copaci pe cale de dispariție, și există plantații de balsa în Ecuador. Se pot imagina beneficii reale într-o pardoseală din lemn prelucrată, realizată fără substanțe chimice; așa cum concluzionează autorii studiului,
Un alt beneficiu al existenței a aproximativ 1.3 cm de lemn de balsa elastic sub picior este că probabil ar exista beneficii enorme în ceea ce privește atenuarea sunetului. Când a fost întrebat despre acest lucru, Burgert Ingo a declarat pentru PlanetaNoastra:
Așteptăm cu nerăbdare această extindere și apariția pardoselilor din lemn prelucrat, complet naturale și generatoare de energie, într-o sufragerie sau o discotecă de lângă dumneavoastră.
Mulțumiri lui Adam Vaughan de la New Scientist.
