Cercetătorii au inventat un lemn care absoarbe căldura de la soare și o eliberează noaptea. Poate încălzi o casă întreagă până la 20 de zile
Adaugă-ne ca sursă preferată în Google
Urmărește Libertatea in Google Discover
O echipă de cercetători din China a reușit să transforme lemnul într-un material capabil să absoarbă energia de la soare ziua și să o elibereze noaptea, inclusiv sub formă de electricitate. Potrivit studiului publicat în revista Advanced Energy Materials ci citat de Descopera.ro, cercetătorii au modificat lemnul de balsa astfel încât să poată capta și stoca căldura solară. Întreaga descoperire a pornit de la limitarea panourilor solare, care funcționează doar când e lumină, iar stocarea energiei este complicată și scumpă.
Cuprins:
Cum au transformat lemnul într-o „baterie termică”
Procesul este mai complex decât pare. Cercetătorii au eliminat lignina din lemn, substanța care îi dă rigiditate, și au obținut o structură poroasă, ca un burete.
Aceste canale microscopice au fost apoi acoperite cu fosforenă neagră, un material care absoarbe foarte eficient lumina solară și o transformă în căldură. Pentru a proteja acest strat, au folosit acid tanic și ioni de fier, iar pentru a crește eficiența au adăugat nanoparticule de argint.
La final, lemnul a fost impregnat cu acid stearic, o substanță care funcționează ca un rezervor de căldură. Când se încălzește, stochează energia. Când se răcește, o eliberează.
Câtă energie poate stoca lemnul de balsa modificat
Materialul poate stoca aproximativ 175 kilojouli de energie pe kilogram, adică aproximativ 0,0486 kWh/kg. Concret, asta ar însemna că un metru cub de lemn, care ar cântări în jur de 160 kg, poate stoca aproximativ 7,8 kWh de căldură.
Dacă facem calculele pentru o casă obișnuită de 100 mp, pe parter, cu pereți exteriori și acoperiș din acest material, lucrurile devin mai interesante.
Dacă pereții exteriori aproximativ 21,6 metri cubi de material iar acoperișul aproximativ 20 de metri cubi, obținem o suprafată de 41,6 metri cubi de lemn activ. Asta înseamnă că întreaga structură ar putea stoca, teoretic, aproximativ 323 kWh de căldură.
Totuși, pentru aceeași casă de 100 mp, consumul zilnic de încălzire variază mult, în funcție de performanța energetică a casei, de soare, de izolație, de grosimea pereților și cât din material se încarcă efectiv. Astfel:
- O casă foarte bine izolată, cu un consum de 15–20 kWh pe zi, ar putea fi încălzită 10–20 de zile
- O casă obișnuită, cu un consum de 40–60 kWh pe zi, ar putea fi încălzită 5–8 zile
- O casă slab izolată, cu un consum mediu de 90–120 kWh pe zi, ar putea rezista 2–3 zile
Ce se întâmplă vara și iarna
Vara, materialul s-ar putea încărca aproape complet într-o zi însorită, ajungând la cele peste 300 kWh de energie stocată, energia ar putea fi folosită pentru apă caldă sau pentru a produce electricitate.
Iarna, însă, încărcarea este mai mică, din cauza soarelui mai slab. Într-o zi bună, pereții și acoperișul ar putea stoca aproximativ 150–230 kWh, suficient pentru câteva zile de încălzire, în funcție de casă.
Cum poate lemnul de balsa modificat să producă și electricitate
pentru a produce electricitate, lemnul este conectat la un generator termoelectric care transformă căldura în curent. În testele din laborator, materialul a produs până la 0,65 volți. Asta nu este suficient pentru a alimenta o casă întreagă, dar poate fi util pentru dispozitive mici sau pentru sisteme inteligente din locuință.
Exemplul de urmat ar putea veni de la casele din Norvegia care nu sunt izolate cu polistiren, ci cu un lemn tratat la temperaturi între 160°C și 215°C care reține căldura chiar și la -30 de grade.
Deși această invenție nu înlocuiește complet sistemele de încălzire sau panourile solare, ea poate deveni un element important în viitor. În cel mai bun caz, o casă construită din acest material ar putea stoca suficientă căldură pentru mai multe zile și ar putea reduce semnificativ consumul de energie.
