Σε λίγα χρόνια από τώρα θα μπορείτε να εγκαταστήσετε στο σπίτι σας ένα ξύλινο πάτωμα το οποίο θα παράγει ηλεκτρισμό απλώς περπατώντας πάνω του. Ερευνητές στην Ελβετία μετέτρεψαν ένα ξύλινο πάτωμα σε… μια μπαταρία πηγής ηλεκτρισμού που με την σειρά της τροφοδοτεί μια σειρά από λάμπες LED. Οι επιστήμονες, με επικεφαλής τον Γκουίντο Παντσαράζα, καθηγητή Επιστήμης των Υλικών του Ελβετικού Ομοσπονδιακού Ινστιτούτου Τεχνολογίας (ΕΤΗ) στη Ζυρίχη, κατασκεύασαν μια νανογεννήτρια που επιτρέπει στο ξύλο να δημιουργεί ηλεκτρική ενέργεια από τα βήματα στο πάτωμα, εκμεταλλευόμενο κάτι που ονομάζεται «τριβοηλεκτρικό φαινόμενο».
«Το ξύλο είναι επικαλυμμένο με σιλικόνη και διαθέτει ενσωματωμένους νανοκρυστάλλους, αποτελώντας μια συσκευή με 80 φορές μεγαλύτερη αποδοτικότητα από ένα απλό ξύλο πατώματος και παράγοντας αρκετό ρεύμα για να τροφοδοτεί λάμπες LED, μέχρι και μικρές ηλεκτρονικές συσκευές», σημειώνει το εκτενές δημοσίευμα του newscientist.com.
Όσο για το πώς το κατάφεραν αυτό, οι ίδιοι το εξηγούν ως εξής: τοποθέτησαν το ξύλο ανάμεσα σε δυο ηλεκτρόδια. Στη συνέχεια, και με βάση το λεγόμενο τριβοηλεκτρικό φαινόμενο, το πάτωμα φορτίζεται ηλεκτρικά από την πίεση από τα πόδια των ανθρώπων.
Στη συνέχεια, τα παραγόμενα πάνω στο ξύλο ηλεκτρόνια μεταφέρονται από το ένα αντικείμενο στο άλλο, παράγοντας ηλεκτρισμό. «Είναι πιο απλό απ’ ότι ακούγεται», σημειώνει ο επικεφαλής ερευνητής, «γιατί το ξύλο είναι βασικά τριβο-ουδέτερο. Αυτό σημαίνει πως δεν έχει πραγματική τάση να αποκτά ή να χάνει ηλεκτρόνια, πράγμα που περιορίζει την ικανότητά του να παράγει ηλεκτρισμό. Έτσι, η πρόκληση είναι η δημιουργία ενός ξύλου που είναι ικανό να ελκύει και να χάνει ηλεκτρόνια», δήλωσε ο Παντσαράζα.
Ποιο είναι το κατάλληλο ξύλο για το «πάτωμα-μπαταρία»
Ποιο ξύλο όμως είναι το πλέον κατάλληλο προς αυτή την τόσο συναρπαστική επιστημονική κατεύθυνση;
Μετά από δοκιμές διαφόρων ειδών ξύλου, τελικά επιλέχθηκε το έλατο, το οποίο έχει την μεγαλύτερη ικανότητα να μετατρέπεται σε μια ιδιόμορφη «νανογεννήτρια», ενώ, όπως επισημαίνουν οι ειδικοί, «εμφανίζει μια σταθερή παραγωγή ηλεκτρισμού για έως 1.500 κύκλους φόρτισης».
Τα πειράματα του ΕΤΗ της Ζυρίχης έδειξαν ότι μια επιφάνεια ξύλου σχεδόν όσο ένα φύλλο χαρτί μπορεί να παράγει ρεύμα αρκετό για να ανάψουν οι λάμπες LED ενός σπιτιού, καθώς επίσης να τροφοδοτηθούν μικρές συσκευές όπως κομπιουτεράκια, ανοίγοντας τον δρόμο προκειμένου να δημιουργηθούν πατώματα που μπορούν να αποτελέσουν πηγές «πράσινης» ενέργειας στα smart homes του κοντινού μας μέλλοντος.
«Όταν ένας άνθρωπος περπατά στο πάτωμα, αυτόματα μπορεί να ανάψει μια συνδεδεμένη λάμπα LED στο δωμάτιο», καταλήγουν με νόημα οι ερευνητές.
«Χρειάζεται περισσότερη δουλειά»
Όπως λένε οι επικεφαλής του πρότζεκτ, στόχος τους είναι να βελτιώσουν ακόμη περισσότερο το υλικό τους, με χημικές επιστρώσεις που θα είναι πιο φιλικές στο περιβάλλον και εύχρηστες, ώστε να διευκολυνθούν οι πρακτικές εφαρμογές του.
Όπως είπε ο Παντσαράζα, «ο απώτατος στόχος μας είναι να κατανοήσουμε πλήρως τις δυνατότητες του ξύλου και να επιτρέψουμε έτσι στο συγκεκριμένο υλικό να αποκτήσει νέες ιδιότητες και εφαρμογές που θα είναι κατάλληλες για τα μελλοντικά βιώσιμα κτίρια».
Ο καθηγητής Νικ Τζένκινς, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας του κέντρου για την ολοκληρωμένη παραγωγή και παροχή ανανεώσιμης ενέργειας στο Πανεπιστήμιο του Κάρντιφ, ο οποίος δεν συμμετείχε στην έρευνα, πρότεινε ότι η τυπική εφαρμογή μιας τέτοιας συσκευής θα μπορούσε να είναι η τροφοδοσία μιας συσκευής του Διαδικτύου των πραγμάτων.
«Βέβαια, αν απαιτείται συνεχής παροχή ενέργειας, όπως για παράδειγμα για φωτισμό, τότε αυτό θα χρειαζόταν συνεχή κίνηση για την παροχή της ισχύος εισόδου».
Πάντως, ο Παντσαράζα προειδοποίησε ότι μέχρι στιγμής πρόκειται για «απλά δεδομένα απόδειξης της έννοιας και ότι η αντίστοιχη και απαιτούμενη τεχνολογία χρειάζεται περισσότερη δουλειά προτού να μπορέσει να επεκταθεί για ευρύτερη βιομηχανική και εμπορική χρήση».
«Γι αυτό το λόγο και επικεντρώνουμε πλήρως την προσοχή μας στην ανάπτυξη της προσέγγισης για να την κάνουμε ακόμη πιο φιλική προς τη βιομηχανία. Και γι’ αυτό πρέπει ίσως να πάρουμε την απόφαση και να θυσιάσουμε τη συνολική αποδοτικότητα υπέρ ευκολότερων μεθόδων τροποποίησης ενός ξύλου. Έτσι ώστε, παρόλο που η ηλεκτρική απόδοση μιας μεμονωμένης συσκευής δεν θα είναι τόσο υψηλή όσο αυτή που δημοσιεύσαμε, η ένωση πολλών συσκευών σε μια μεγαλύτερη μονάδα δαπέδου θα παράγει τελικά ένα σημαντικό ποσό ενέργειας», καταλήγει με νόημα.
Πρόσφατα δε, ένας άλλος κινέζος επιστήμονας υποστήριξε ότι το πάτωμα μπορεί να φορτιστεί και με την βοήθεια της αιολικής ενέργειας.
«Είναι ένας πολύ καλός τρόπος να μειώσουμε τη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας από το δίκτυο», λέει ο αναπληρωτής καθηγητής Σουντονγκ Ουάνγκ από το Πανεπιστήμιο του Οιισκόνσιν στο Μάντισον των ΗΠΑ, ο οποίος ανέπτυξε μια μέθοδο που ακόμη είναι στα σκαριά αλλά όπως ο ίδιος υποστηρίζει, ενδέχεται σε μια πενταετία από τώρα να μας αποδώσει καρπούς και αποτελέσματα επί του πρακτέου. Και μπορεί, όπως λέει, η τεχνολογία να είναι ακόμα σε πρωτότυπο και εμβρυακό στάδιο, αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι δεν πρέπει να σκεφτόμαστε… big.
