Ученые превращают кожуру помело в устройства для генерации электроэнергии

Ученые из Университета Иллинойс в Урбана-Шампейне исследовали способы переработки биомассы кожуры помело для создания устройств, которые могут питать малые электронные приборы и отслеживать биомеханические движения.

В среднем помело весит от 1 до 2 килограммов, при этом кожура составляет от 30% до 50% от общего веса плода. В ходе исследования ученые отделили кожуру от мякоти, удалили наружный слой и обработали толстую белую внутреннюю кожуру. Затем они нарезали ее на мелкие кусочки и высушили с помощью сублимационной сушки, чтобы сохранить ее уникальную трехмерную пористую структуру. Эти образцы были помещены в различные условия влажности для дальнейшего анализа.

Изучив химический состав и механические свойства кожуры, группа успешно разработала устройства, которые превращают механическую энергию в электрическую. Эти устройства также служили датчиками движения с автономным питанием. Исследователи использовали биомассу кожуры помело и полиимидную пластиковую пленку в качестве двух трибоэлектрических слоев, которые взаимодействуют при воздействии внешней силы. Каждый из этих слоев был оснащен электродом из медной фольги, и ученые оценили эффективность устройства в преобразовании внешней механической энергии в электричество.

Простое нажатие пальцем на трибоэлектрические устройства, основанные на кожуре помело, позволяло зажигать около 20 светодиодов. Исследователи также показали, что калькулятор или спортивные часы могут работать исключительно от механической энергии, без необходимости в внешнем источнике питания, если устройство интегрировано в систему управления энергией с блоком хранения.