- Projekt: Piezo-liść
- Energia: wiatr
- Gdzie? Cornell University / Ithaca (U.S.A.)
- Kto? Shu-guang Li, Hod Lipson & Francis C. Moon
- Kiedy? wrzesień 2009
Badacze z Cornell University czerpiąc inspiracje z natury starali się naśladować kołyszące się gałęzie drzew... Jaka jest różnica między naturalnym trzepotaniem liści, a tym które wykorzystali naukowcy? Trzepotanie liści na wietrze nie ma celu dla drzewa... Chociaż, gdyby sie zastanowić, to trzepoczące liście w końcu zostaną oderwane piękna jesienią tworząc ściółkę, a w dalszym etapie naturalne źródło związków mineralnych... Natomiast opracowane w laboratorium wytwarzania energii technologia może posłużyć do alternatywnego uzyskiwania energii z "piezo-liści" .
Projekt został ochrzczony jako "piezo-drzewo". Syntetyczne liście "piezo-drzewa" są tak naprawdę połączonymi ze sobą przetwornikami piezoelektrycznymi(zdjęcie obok). Koszt całego przedsięwzięcia do tej pory wydaje się być opłacalny.
Jak wcześniej napisałem, za generowanie energii odpowiedzialny jest ruch liści. Zachodzi konwersja energii wiatru na energię elektryczną. Trzepotanie , ruch liści powoduje niestabilność elastycznego aero systemu. Głównym składnikiem "piezo-drzewo" jest polifluorek winylidenu (PVDF), który jest elastycznym materiałem piezoelektrycznym.
Prototyp, który powstał, symuluje drzewo stojące „pod wiatr”. Elastyczne płyty „piezo-drzewa” – a więc liście, ruszały się podobnie jak flaga czy liść może na wietrze. Ważnym aspektem była przewidywalność wysokich sił wiatru. Dlatego też właśnie zastosowano PVDF ( zdjęcie obok). Różnica potencjałów, a więc napięcie, jest generowane właśnie przez trzepotanie liści . Należy tutaj wyjaśnić pokrótce czym charakteryzują się piezoelektryki. Otóż są to materiały, które polega na powstawaniu ładunku elektrycznego na pewnych powierzchniach ograniczających niektóre rodzaje kryształów kryształów przy ich rozciąganiu lub ściskaniu. Sprawa po prostu wygląda tak, że istnieją takie minerały (np. kwarc, turmalin), które poddawane działaniu pewnego ciśnienia, generują na swej powierzchni ładunek elektryczny. Czemu wykorzystano piezoelektryki w „piezo-drzewie”? Wiatr jest niczym innym jak okresowymi zmianami ciśnienia… Powstające energia jest magazynowana w kondensatorach. Jednak naukowcom z Cornell University udało się wygenerować tylko około 100 pW ze względu na słaby współczynnik piezoelektryczny materiału PVDF. Nie była to energia wystarczająca na tyle by móc spowodować świecenie diod LED. Ale naukowcy nie dali za wygraną…Prawdopodobnie jeden z nich, jedząc czekoladę wpadł na pomysł by użyć folii aluminiowej z tejże czekolady. Przyczepili ją do końca skrzydła(piezo liścia) wzdłuż kierunku przepływu powietrza. Posunięcie to się opłaciło. Teraz uzyskali około 100 razy większą moc, przy niezmienionych wcześniejszych warunkach! Badacze próbowali różnych odmianach i kombinacjach. Przeprowadzili też serię eksperymentów. Wykorzystywane zostały narzędzia różnego kształtu, powierzchni, gęstości i elastyczności z tworzyw sztucznych i folii z tworzywa sztucznego. Rzutowało to na różne wyniki w poziomach uzyskiwanej energii.
Naukowcy poddali projekt studium optymalizacji. Zauważono, że zwłaszcza w pionowych łodygach poziomy układ liści pozwala na zwiększenie mocy o określony rząd wielkości. To jest ogromny, dziesięciokrotnie postęp!
"Piezo-drzewo" może być wykorzystane jako skuteczne i wyjątkowe źródło energii w różnych środowiskach. Ze względów praktycznych i handlowych naukowcy przewidują budowę instalacji, urządzenia zbudowanego z setek… baa! Tysiący, piezo-liści!
źródło:Cornell University
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz