Ko naslednjič tečete po letališču in ujamete svoje letalo ali premaknete premik na plesišču, lahko ustvarite tudi čisto, zeleno energijo. Vsaj tako upa Xudong Wang in njegova skupina raziskovalcev z univerze Wisconsin-Madison.
Inženirji so izumili novo vrsto talnih oblog, izdelanih iz trajnostnih materialov, ki pretvorijo stopnice v uporabno energijo. Najboljši del pa je, da je iz običajnega odpadnega materiala: lesne kaše.
Pričakovano izboljšanje cen nafte tik za vogalom je iskanje novih virov energije - zelene energije - nujno. Čeprav se zdi, da sončna energija štrli, ker se sončna zmogljivost ZDA vsako leto povečuje za 43 odstotkov in druge inovacije, kot so sončni tekstil, mesece stran od trga, je še vedno treba razmišljati zunaj sončnega okenskega okna.
Vpišite Wang in njegovo raziskovalno skupino.
"To je popolnoma drugačen vir energije, " pravi Wang, izredni profesor znanosti o materialih in tehniki na UW-M. Raziskavo so izvedli Wang, njegov podiplomski študent Chunhua Yao in številni drugi in je bila septembra letos objavljena v Nano Energy . »Sonce prihaja iz sonca, ta vrsta energije pa prihaja od ljudi, ki hodijo ali kolesarijo mimo. In to je popolnoma drugače. "
Ima tudi popolnoma drugačna področja uporabe kot sončna, saj ni odvisno od sončnega neba; vse, kar potrebuje, je nekaj ljudi, ki jih lahko prehodijo. Wang-ove talne obloge ustvarjajo energijo z vibracijami, ki jih poznamo kot triboelektričnost.
"Uporabljamo triboelektrično ploščo za pridobivanje energije, izdelano iz celuloznih vlaken, ki so kemično obdelana, da bi pritegnili elektrone, " pravi Wang, ki priznava, da kemičnih podrobnosti ni mogoče izdati, dokler postopek pregleda patentov ni končan.
Raziskovalci so kemično obdelali nano vlakna iz lesne kaše, ki jih je talna obloga izdelana iz dveh različno napolnjenih materialov, tako da ko nekdo hodi po tleh, ta vlakna med seboj komunicirajo, podobno kot statična elektrika. Elektrone, ki se sprostijo s to vibracijo, nato zajame kondenzator, ki je pritrjen na tla in energija se shrani za kasnejšo uporabo. V kondenzator priključite baterijo ali drugo napravo in energijo lahko porabite.
Nano vlakna iz lesne kaše v tleh so kemično obdelana z dvema različno napolnjenima materialoma, tako da ko nekdo hodi po tleh, ta vlakna medsebojno delujejo. (Stephanie Precourt / UW-Madison Engineering College) Wang verjame, da bi bila njegova tla lahko naslednja velika stvar za zeleno gradnjo, saj gre za poceni obnovljiv vir energije, ki uporablja reciklirane materiale. Namestitev tovrstnih talnih oblog je zaradi uporabe trajnostne - in obilne - lesne kaše veliko bolj izvedljiva od dražjih kolegov, kot so sončne plošče.
Wang pravi, da bi ga lahko postavili na območja z visokim stopom peš prometa, kot so letališča, športni stadioni ali tržni centri. Dejansko Wang upa, da se bo triboelektrična tla razširila izven komercialne uporabe in se infiltrirala v domove kot tla, ki lahko polnijo luči in naprave. Končni izdelek bo izgledal podobno kot lesena tla, ki so že nameščena v milijonih domov.
Ideja je, da bi na koncu ta inovativni dizajn uporabili za zajemanje "obcestne energije". Kljub temu Wang-ov dizajn ni podoben trenutni tehnologiji, ki se že uporablja za to vrsto spravila - keramični piezoelektrični materiali - in, pravi Wang, "lesna kaša je morda bolj občutljiv na težke razmere, «kar pomeni, da bi potrebovali boljši vmesnik ali embalažo, da bi lahko nadomestil asfalt.
Kot vsaka nova tehnologija bo tudi nekaj začetnih omejitev.
"Največji izziv triboelektrični energiji je njena nekonvencionalnost, " pravi Eric Johnson, odgovorni urednik časopisa Environmental Impact Assessment Review . "Za uspeh potrebuje naložbe. Vlagatelji imajo radi poznavanje, če ne gotovost - nekaj, kar vedo. "
Johnson poudarja, da so imele številne trenutno veljavne tehnologije podobne ovire za skok. Solar, na primer nekoč težko zaužit koncept, zdaj dobesedno dominira na trgu obnovljivih virov energije.
Ne glede na to, da alternativna energetika še vedno močno napreduje na trgu, Johnson pravi, da je odločitev, da nadaljujemo s številnimi novostmi, na splošno manj odvisna od dejanske tehnologije in bolj od ekonomije in dojemljive varnosti.
Torej morata Wang in njegova ekipa najprej sestaviti prototip, da bi tla preizkusili v večjem obsegu.
"Ta majhen kos, ki ga testiramo v našem laboratoriju, je približno štiri kvadratne centimetre in lahko ustvari en milivat moči, " pravi Wang. Ekipa je opravila preprost izračun talne površine od 10 do 10 metrov, ki je bila pokrita s triboelektričnimi tlemi. Ob predpostavki, da je na območje hodilo povprečno 10 ljudi in je vsaka oseba naredila dva koraka vsako sekundo, bi skupni izpust energije znašal približno 2 Joule na sekundo. Povedano drugače, Wang pravi, da bi količina ustvarjene energije znašala približno 30 odstotkov baterije iPhone 6.
"Ker je to tako stroškovno učinkovit pristop, saj uporablja reciklirane materiale, " pravi Wang, "poskušamo narediti to v velike talne plošče, da ga namestimo na mesto z velikim prometom, da bi resnično preizkusili, koliko energije lahko proizvedejo."
Sodelujejo z laboratorijem za gozdne proizvode s sedežem v Madisonu, ki je edini zvezni laboratorij, ki je namenjen raziskovanju gozdnih proizvodov in ga uporablja predvsem ameriška služba za gozdove. Laboratorij ne zagotavlja samo vlaknin iz lesne kaše, ampak tudi ekipi pomaga pri ustvarjanju večjega prototipa.
Na srečo lahko Wang izbere območje z velikim prometom v kampusu UW-M, da ga preizkusi. Z več kot 43.000 študenti na kampusu, ki jih je kateri koli od njih, bo njegov prototip zagotovo dobil veliko vadbo.
