通過(guò)修補(bǔ)木材內(nèi)部的細(xì)節(jié)部分,瑞典的工程師們想出了一種有趣的收集電力的新方法。該技術(shù)利用了木材干燥過(guò)程中已經(jīng)發(fā)生的自然過(guò)程,通過(guò)增壓來(lái)獲取足夠的電力來(lái)運(yùn)行LED和其他小型設(shè)備。由KTH皇家理工學(xué)院的納米工程師進(jìn)行的研究集中在木材變濕然后干燥時(shí)發(fā)生的一系列事件上。這被稱(chēng)為蒸騰作用,在所有植物中發(fā)生,因?yàn)樗谄渲辛鲃?dòng),然后蒸發(fā),實(shí)際上產(chǎn)生了微量的生物電。以前捕捉和使用這種電力的努力受到了低功率密度的阻礙,但是作者認(rèn)為他們通過(guò)重新設(shè)計(jì)木材細(xì)胞壁解決了這個(gè)問(wèn)題。通過(guò)涉及氫氧化鈉的全新處理工藝,該團(tuán)隊(duì)能夠創(chuàng)造出具有更大表面積和更大細(xì)胞壁透水率的高孔版本。

這可以讓更大的表面電荷和水通過(guò)材料的運(yùn)輸,這提高了其發(fā)電能力。通過(guò)對(duì)木材的pH值進(jìn)行微調(diào),這一點(diǎn)能夠得到進(jìn)一步提升。
研究人員李媛媛說(shuō):"我們將普通木材的多孔結(jié)構(gòu)與我們?cè)诒砻?、孔隙度、表面電荷和水運(yùn)輸方面改進(jìn)的材料進(jìn)行了比較。測(cè)量結(jié)果顯示,發(fā)電量比天然木材高10倍。"

KTH皇家理工學(xué)院的科學(xué)家們已經(jīng)設(shè)計(jì)出了可以產(chǎn)生可用電量的木材版本,左邊是天然版本的材料Jonas Garemark。
在其目前的形式下,工程木材可以提供1伏的電壓和每平方厘米1.35微瓦的功率輸出。它能夠在這個(gè)水平上運(yùn)行兩到三個(gè)小時(shí),并在性能開(kāi)始下降之前承受10次水循環(huán)。該技術(shù)要真正找到實(shí)際用途還需要更多的工作,但科學(xué)家們對(duì)其潛力感到興奮。
李說(shuō):"目前,我們產(chǎn)出的電力可以運(yùn)行小型設(shè)備,如LED燈或計(jì)算器。如果我們想為一臺(tái)筆記本電腦供電,我們將需要大約一平方米的木材,大約一厘米厚,以及大約2升的水。對(duì)于一個(gè)普通家庭來(lái)說(shuō),我們需要的材料和水遠(yuǎn)不止這些,所以需要更多的研究。"
這項(xiàng)研究發(fā)表在《先進(jìn)功能材料》雜志上。