El ur trä – forskarnas väg i kristider
Skogen ska användas till mycket i framtiden. Det senaste är elproduktion. Transpiration är en process när vätska färdas genom växtlighet, något som sker överallt i naturen. Detta har forskare vid KTH tagit fasta på eftersom det vid transpiration alstras små mängder elektricitet. Och det är en spännande forskning i en tid då tillgången till energi är en fråga som berör många miljoner människor världen över.
Men mängden elektricitet behöver öka i processen och för det har nanoteknik tagits till hjälp för att förbättra träets egenskaper. Elproduktionen i trä påverkas nämligen av flera faktorer som area, porositet (täthet), ytladdning, hur enkelt vatten kan passera genom materialet och vattenlösningen som sådan.
– Vi har jämfört den porösa strukturen i vanligt trä med det material som vi förbättrat avseende yta, porositet, ytladdning och vattentransport. Vi har uppmätt en elproduktion som är tio gånger högre än naturligt trä, förklarar Yuanyuan Li, universitetslektor på avdelningen biokompositer vid KTH i ett pressmeddelande.
Även en justering av pH-skillnaden mellan trä och vatten, på grund av så kallad jonkoncentrationsgradient, har en potential att alstra upp till en volt mer elektrisk spänning. Det leder enligt forskarna till en anmärkningsvärd effekt på 1,35 mikrowatt per kvadratcentimeter.
– För närvarande kan vi driva mindre teknik som LED-ljus och miniräknare. Om vi skulle försörja en bärbar dator med el skulle vi behöva ungefär en kvadratmeter trä med en tjocklek om en centimeter, och runt två liter vatten. För ett normalt hushåll behöver vi mycket mer än så, och där krävs mer forskning.
Arbetet har precis publicerats i den vetenskapliga tidskriften Advanced Functional Materials där Yuanyuan Li menar att träet hittills klarat av att leverera hög spänning runt 2-3 timmar, innan den avtagit. Träet har enligt forskarna hittills klarat av tio cykler med vatten utan någon prestationsminskning hos materialet.
– Den stora fördelen med denna teknik är att du utan problem kan använda träet till andra ändamål, som transparent papper, träbaserat skum och olika biokompositer, när det är förbrukat som energikälla.
Artikeln är en del av vårt tema om Energi.