✨Горіховий генератор: екологічна електроенергія з агровідходів✨

🔋Інноваційний прорив у сфері екологічних генераторів  для живлення електроніки. 

Схема отримання електроенергії з горіхової шкарлупи.

Дослідники  вперше створили генератор  на основі горіхової шкаралупи  для вироблення електроенергії. Пристрій генерує струм завдяки взаємодії води 💧з органічним матеріалом. Результати дослідження опубліковані в науковому журналі "Energy & Environmental Materials". 

▪︎ Основні характеристики та принципи роботи 

Дослідники застосували шкаралупу мигдалю, фундука, пекана та волоського горіха, яка характеризується пористою структурою та наявністю гідрофільних груп. При взаємодії з водою💧 мікроканали в матеріалі активують гідровольтаїчний ефект —  рух іонів, спричинений випаровуванням і капілярними силами, що забезпечує генерацію електричного струму. Генератор, виготовлений зі шкаралупи волоського горіха, продемонстрував стабільну напругу понад 600 мВ і щільність потужності понад 5,9 мкВт/см², працюючи безперервно протягом тижня. 

▪︎ Як працює горіховий генератор? 

Дослідники проводили експерименти з різними горіхами — мигдалем, фундуком, пеканом і волоським горіхом. Їхні шкаралупи виявилися не лише твердими, а й пористими: вони містять крихітні отвори, непомітні для ока, подібні до губчастої структури — це і є пори. Крім того, поверхня шкаралуп має високу здатність взаємодіяти з водою💧 — такі властивості називають гідрофільними групами. 

Коли вода💧 потрапляє на шкаралупу, вона починає рухатися по крихітних канальцях завдяки пористій структурі та гідрофільним властивостям поверхні. Це схоже на те, як вода💧 підіймається всередині соломинки або стовбура дерева — явище, відоме як капілярні сили. 

Під час руху та випаровування вода💧 забирає з собою дрібні заряджені частинки — іони. Саме їхній рух і спричиняє виникнення електричного струму, що називається гідровольтаїчним ефектом. У спрощеному вигляді це можна уявити так: вода💧, рухаючись і випаровуючись, ніби "треться" об шкаралупу, генеруючи електрику. 

Генератор, виготовлений зі шкаралупи волоського горіха, показав найвищу ефективність: він стабільно виробляв невелику кількість електроенергії — 600 мілівольтів  (приблизно половина напруги стандартної батарейки🔋 ААА) — протягом семи днів. Цього вистачає для живлення  мініатюрних електронних пристроїв. 

▪︎ Ефективність та подальше вдосконалення 

Вчені продовжили вдосконалення своїх «горіхових» генераторів. Вони обробили шкаралупу хімічною речовиною — гідроксидом калію, яка, ймовірно, зробила її пори ще доступнішими або змінила її  поверхню таким чином, щоб вона ефективніше взаємодіяла з водою💧. 

Після хімічної обробки, зокрема травлення гідроксидом калію, продуктивність пристрою зросла майже вдвічі: напруга досягла 1,21 В (що майже дорівнює напрузі стандартної батарейки🔋 ААА, але з однієї шкаралупи), а максимальна щільність струму короткого замикання становила 347,2 μА/см² — це перевищує показники інших екологічних джерел енергії, виготовлених з органічних і неорганічних матеріалів. 

▪︎ Практичне застосування та майбутні перспективи 

Для демонстрації практичності, дослідники з'єднали два вдосконалених генератори зі шкаралупи горіха, які безперешкодно забезпечили живлення звичайного калькулятора з рідкокристалічним дисплеєм без додаткових перетворювачів. (Дивись зверху Фото Схеми.)

На думку авторів, ця технологія демонструє, що аграрні відходи — звичайна горіхова шкаралупа — можуть бути доступним,  дешевим і екологічно чистим джерелом енергії для живлення малопотужних та невеликих електронних пристроїв. У майбутньому такі генератори зможуть використовувати вологу, дощову🌧 або навіть морську воду🌊, відкриваючи нові перспективи для розвитку стійкої енергетики💡. 

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

Джерело: WILEY Online Library 

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

📱🤖🔬Не пропустіть найцікавіші наукові відкриття. Долучайтеся — попереду найважливіше з галузі науки!  

✅ Запрошую Вас, дорогі читачі,                 👉 підписатися  до  "Блогу про Новини Новітніх технологій  та Наукові відкриття" у "Blogger"  на "Google", та слідкувати за науковими Новинами, щоб дізнаватися більше!                                              👉 Синя кнопка  Підписатися   знаходиться ліворуч на бічній панелі.                                           👉 Щоб перейти на бічну панель, натисніть  кнопку меню ☰ (це —три горизонтальні лінії у лівому верхньому куті)      👉 та натисніть  синю кнопку Підписатися. 

Залишайтеся з📱🤖🔬 наукою — разом цікавіше!