Москва C

Ученые создали термоэлектрогенератор из древесины

Команда инженеров превратила кусок древесины в гибкую мембрану, которая преобразует тепловую энергию в электричество, даже при незначительных перепадах температуры.

Между двумя средами с сильно отличающимися температурами достаточно легко генерировать заряд, но при минимальных перепадах это сложная задача. Однако исследовательская группа из Университета Мэриленда нашла решение, используя естественную уникальную структуру древесины. В каждом дереве есть специальные каналы, через которые растение перемещает воду между корнями и листьями. Они в свою очередь состоят из фрактально меньших каналов, и на клеточном уровне их сечение может быть менее одного нанометра.

Ученые специальным образом обработали липу, удалив из нее два компонента лигнин, который делает древесину коричневой и придает прочности, а также гемицеллюлозу, обвивающую слои клеток, связывая их вместе. Этот процесс сделал материал гибким и преобразовал структуру оставшейся целлюлозы из типа I в тип II, что играет важную роль в повышении ионной проводимости.

Далее полученную из тонкого куска древесины мембрану, инженеры пропитали электролитом на основе натрия и окаймили платиновыми электродами. Электролит проник в целлюлозу, где на нановолокнах стенок каналов может возникать электрическое поле, помогающее регулировать движение ионов в условиях теплового градиента.

После проникновения электролита в целлюлозную мембрану и применения осевого градиента температуры, ионный проводник демонстрирует коэффициент теплового градиента (аналогичный коэффициенту Зеебека в термоэлементах), равный 24 мВ К-1.


Ученые создали термоэлектрогенератор из древесины

По словам ученых, ионы натрия электролита проникают в каналы благодаря формированию кристаллической структуры целлюлозы и диссоциации поверхности функциональных групп. Изобретение моно использовать в качестве высокоэффективной ионоселективной мембраны для биолосовместимых и экологически чистых устройств, преобразующих тепло в электроэнергию.

Новости
0
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.

0 комментариев

Ваше имя: *
Ваш e-mail: *