次回、飛行機に乗るために空港を走ったり、ダンスフロアで動きをつぶしたりするときに、クリーンでグリーンなエネルギーを生成することもできます。 少なくとも、Xudong Wangとウィスコンシン大学マディソン大学の研究者チームの希望です。
エンジニアは、足跡を使用可能なエネルギーに変換する持続可能な材料で作られた新しいタイプのフローリングを発明しました。 そして最良の部分は、それが一般的な廃棄物である木材パルプから作られていることです。
石油価格の上昇が予想されているため、新しいエネルギー源であるグリーンエネルギーを見つけることが不可欠です。 太陽光発電は定着しているように見えますが、米国の太陽光発電容量は毎年43％増加しており、ソーラーテキスタイルのような他の技術革新は市場から数ヶ月離れていますが、日当たりの良い窓の外で考える必要があります。
王と彼の研究チームに入ります。
「これは全く異なるエネルギー源です」とUW-Mの材料科学および工学の准教授であるWangは言います。 この研究は、王、彼の大学院生、Chunhua Yao、および他のいくつかによって行われ、9月にNano Energyに発表されました。 「太陽は太陽から来ており、この種のエネルギーは歩いている人や通り過ぎる自転車から来ています。 そして、それはまったく異なるものを利用しています。」
また、晴れた空に依存しないため、ソーラーとはまったく異なる応用分野があります。 必要なのは、その中を数人歩くだけです。 王の床は、摩擦電気として知られている振動を通じてエネルギーを生成します。
「電子処理のために化学処理されたセルロース繊維で作られた摩擦電気エネルギーハーベスティングボードを使用しています」と、特許審査プロセスが完了するまで化学物質の詳細を公開できないことを認めるワンは言います。
研究者は、床が2つの異なる帯電材料で作られている木材パルプのナノファイバーを化学的に処理したため、誰かが床を横切ると、静電気と同様にこれらの繊維が相互作用します。 この振動によって放出された電子は、フローリングに取り付けられたコンデンサーによって捕捉され、エネルギーは後で使用するために保存されます。 バッテリーまたは他のデバイスをコンデンサに接続すると、エネルギーを使用できます。
床の木材パルプナノファイバーは、異なる電荷を持つ2つの材料で化学的に処理されているため、誰かが床を横切ると、これらの繊維は相互作用します。 （Stephanie Precourt / UW-Madison College of Engineering） 王は、彼のフローリングは、リサイクル可能な材料を利用する安価な再生可能エネルギー源であるため、グリーンビルディングの次の大きなものになると考えています。 このタイプのフローリングの設置は、持続可能で豊富な木材パルプを使用しているため、ソーラーパネルなどの高価なものよりもはるかに実現可能です。
王は、空港、スポーツスタジアム、ショッピングモールなど、交通量の多い地域に設置できると述べています。 実際、王は、摩擦電気床が商業用途を超えて拡大し、照明や電化製品を充電できる床として家庭に浸透することを望んでいます。 最終製品は、すでに数百万の家に設置されている木製の床に似ています。
最終的には、この革新的なデザインを使用して「ロードサイドエネルギー」をキャプチャするという考え方です。しかし、Wangのデザインは、このタイプの収穫に既に使用されているセラミックベースの圧電材料とは異なり、Wang氏は次のように述べています。過酷な条件に対してより脆弱である可能性があります。」つまり、アスファルトの代替として機能するには、より優れたインターフェースまたはパッケージが必要です。
あらゆるタイプの新しいテクノロジーと同様に、いくつかの初期制限があります。
「摩擦電気エネルギーの最大の課題は、その型破りな性格です」と、 環境影響評価レビュー誌の編集長であるエリック・ジョンソンは言います。 「成功するには、投資が必要です。 投資家は、確実ではないにしても、知っていることを知っていることが好きです。」
ジョンソンは、現在の主流の技術の多くには、同様の障害があると指摘しています。 たとえば、ソーラーは、かつては飲み込みにくいコンセプトでしたが、現在、文字通り再生可能エネルギー市場を支配しています。
とにかく、代替エネルギー産業が市場内で大きな進歩を続けているため、これらの革新の多くを前進させる決定は一般に、実際の技術にあまり依存せず、経済性と知覚される安全性に大きく依存すると言います。
そのため、Wangと彼のチームはまず、フロアを大規模にテストするためのプロトタイプを構築する必要があります。
「今、ラボでテストしている小さな部品は約4平方インチで、1ミリワットの電力を生成できます」とWang氏は言います。 チームは、摩擦電気フローリングで覆われた10フィートx 10フィートの床面積の簡単な計算を実行しました。 平均して10人がそのエリアを歩いており、各人が毎秒2歩ずつ歩くと仮定すると、全体のエネルギー出力はおよそ2ジュール/秒になります。 別の言い方をすれば、生成されたエネルギー量はiPhone 6バッテリーの約30％に相当するとWangは言います。
「これはリサイクル素材を使用しているため、非常に費用対効果の高いアプローチであるため、大きな床パネルに設置して交通量の多い場所に設置し、発電量を実際にテストしようとしています」
彼らはマディソンに本拠を置く森林製品研究所と協力しています。これは、森林製品の研究に専念し、主に米国森林局が使用している唯一の連邦研究所です。 ラボは、木材パルプ繊維だけでなく、チームがより大きなプロトタイプを作成するのを支援しています。
幸い、WangはUW-Mのキャンパスで交通量の多いエリアを選択してテストできます。 43, 000人以上の学生が学内にいるため、彼のプロトタイプは確実に大きなトレーニングを受けるでしょう。
