Cercetătorii au reușit să producă energie din coaja de pomelo

Cercetătorii au generat energie din coaja de fructe. Oamenii de știință au utilizat biomasa de coajă de pomelo pentru a alimenta dispozitive electrice de mici dimensiuni și pentru a monitoriza mișcările biomecanice. Metoda a fost dezvoltată la Universitatea din Illinois Urbana-Champaign (SUA), după analizarea compoziției chimice și a proprietăților mecanice ale cojii.

Echipa de cercetare a valorificat structura poroasă a cojii de pomelo pentru a crea dispozitive capabile să convertească energia mecanică în electricitate și să funcționeze ca senzori de mișcare autoalimentați.

• Cum și-a salvat Pământul apa de la distrugere totală în urmă cu 4,6 miliarde de ani
• Sonda MAVEN se rotește neputincioasă după ce s-a pierdut contactul

„Coaja de pomelo are două straturi principale, un strat exterior subțire și unul interior gros și alb, care este moale și spongios la atingere. Unii au folosit cojile de pomelo pentru a extrage uleiuri esențiale sau pectină, dar noi am dorit să valorificăm structura lor naturală poroasă și spongioasă”, a explicat Yi-Cheng Wang, coautor al studiului și profesor asistent în Departamentul de Știința Alimentației și Nutriție Umană.

Pomelo este un fruct citric de mari dimensiuni, cultivat în special în Asia de Sud-Est și de Est. Coaja sa groasă este adesea aruncată, generând o cantitate semnificativă de deșeuri alimentare. Având în vedere că aceasta reprezintă între 30% și 50% din masa fructului, cercetătorii au căutat soluții pentru reciclarea acesteia în produse cu valoare adăugată, creând astfel energie din coaja de fructe.

Procesul de obținere de energie din coaja de fructe

Cercetătorii au separat coaja de pulpă, au îndepărtat stratul exterior și au tăiat partea interioară spongioasă în bucăți mai mici. Acestea au fost apoi liofilizate pentru a păstra structura tridimensională poroasă și depozitate în condiții variabile de umiditate.

Pentru a construi dispozitivul, au utilizat biomasa cojii de pomelo și un film plastic (polimidă) ca straturi triboelectrice, care intră în contact atunci când este aplicată o forță externă. Fiecare strat a fost echipat cu un electrod din folie de cupru, iar cercetătorii au testat eficiența dispozitivului în conversia energiei mecanice în electricitate.

Studiul a arătat că simpla atingere cu degetul a acestor dispozitive triboelectrice bazate pe coaja de pomelo poate aprinde aproximativ 20 de LED-uri. De asemenea, cercetătorii au demonstrat că un calculator sau un ceas sportiv pot funcționa exclusiv pe baza acestor forțe mecanice, fără surse externe de electricitate, dacă sunt integrate cu un sistem de gestionare a energiei și o unitate de stocare, notează Interesting Engineering.

Dispozitivul optimizat, denumit PP-TENG (nanogenerator triboelectric bazat pe biomasa de coajă de pomelo), a atins o tensiune de circuit deschis de 58 V și o densitate maximă de putere de 254,8 mW/m².

Aplicații în monitorizarea biomecanică

Datorită structurii poroase, dispozitivele triboelectrice realizate din coaja de pomelo s-au dovedit a fi extrem de sensibile la forță și la frecvența aplicării acesteia. Acest aspect a inspirat dezvoltarea unor senzori care îi pot fi atașați corpului uman pentru monitorizarea mișcărilor biomecanice.

Cercetătorii au demonstrat că senzorii, odată atașați pe diferite părți ale corpului, pot detecta mișcări precum flexarea articulațiilor și tiparele mersului. Aceste mișcări generează semnale electrice distincte prin fenomenul de electrificare prin contact între straturile triboelectrice.

Această tehnologie promite aplicații importante în domeniul sănătății și al reabilitării fizice, oferind date valoroase pentru profesioniștii din domeniul medical.

Vă recomandăm să citiți și:

SUA au creat cel mai puternic material de armură de până acum

Un experiment arată cum să economisești 50% din facturile la energie!

Noile baterii de hârtie se biodegradează în șase săptămâni și oferă o stocare mai sigură a energiei

De ce vor oamenii de știință să conecteze creieri umani la computere cuantice?