Los suelos de madera ahora pueden generar energía para el hogar con el efecto piezoeléctrico

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Existen fuentes de energía incalculables a nuestro alrededor, siempre y cuando sepamos cómo aprovecharlas. Ahora, investigadores suizos han demostrado una forma ecológica de fabricar suelos de madera blanda que pueden generar electricidad con cada paso.

Efecto piezoeléctrico

El material funciona mediante el llamado efecto piezoeléctrico. Esencialmente, cuando el material se comprime bajo tensión mecánica, las cargas positivas y negativas se separan en superficies opuestas, generando un voltaje cuando se conectan.

Si se fabrican suelos con estos materiales, se puede aprovechar la energía de las pisadas cuando se camina sobre ellos. Este principio se ha puesto en práctica en las baldosas de pavimento de PaveGen y en sus campos de fútbol, que alimentan sus propias luces. Otros pavimentos similares que recogen energía aprovechan el efecto triboeléctrico, en el que la electricidad se genera por la fricción de las nanofibras.

En los nuevos estudios, los investigadores de la ETH de Zúrich y la EMPA investigaron sobre el potencial del piezoeléctrico de un material de construcción común: la madera. Normalmente no es lo suficientemente flexible como para generar mucha electricidad, así que el equipo desarrolló una forma de darle más rendimiento.

Figura 1. Un diagrama de cómo se fabrican y funcionan los nanogeneradores de madera tipo esponja.

Cómo lo lograron

Expusieron la madera a un proceso llamado “deslignificación”. Las ligninas son polímeros naturales que actúan como estructuras de soporte en las células de las plantas, especialmente en la madera y la corteza, que las mantienen rígidas y fuertes.

La eliminación de algunas de estas ligninas hizo que la madera fuera mucho más esponjosa, de modo que se puede apretar fácilmente y luego volver a su forma original cuando se deja de ejercer presión.

En la primera prueba, el equipo deslignificó la madera sumergiéndola en un baño de peróxido de hidrógeno y ácido acético. En la segunda, experimentaron con un método más suave, utilizando un hongo llamado Ganoderma applanatum, que descompone la lignina de la madera.

Ambas formas de madera esponjosa se probaron en el laboratorio como generador piezoeléctrico. En primer lugar, se utilizó un cubo del material de unos 1,5 cm de lado fabricado con un baño de ácido. Este cubo era capaz de generar alrededor de 0,63 V, lo que podía alimentar un pequeño sensor y era estable a lo largo de 600 ciclos. Cuando el equipo juntó 30 de estos bloques y los comprimió con el peso de un adulto, fue suficiente para iluminar una pantalla LCD.

 

Figura 2. Imágenes de microscopio electrónico de barrido de la madera sobre la que se ha realizado el tratamiento (izquierda) y después de que se haya disuelto la lignina (centro y derecha).

La madera esponjosa fabricada con el hongo funcionó incluso mejor: un cubo del mismo tamaño produjo un voltaje máximo de 0,87 V. La otra ventaja de este método, según el equipo, es que es más respetuoso con el medio ambiente.

El estudio sugiere que este tipo de generador en forma de esponja de madera podría ser útil tanto como material de suelo para la captación de energía como en forma de sensores portátiles. En otro estudio reciente, el equipo demostró otros usos, por ejemplo, madera que brilla bajo luz ultravioleta. Fuente: worldenergytrade.com