Energie opwekken terwijl je gewoon door je huis loopt. Dan denk je misschien meteen aan allerlei kabels die je aan je armen en benen moet hangen, of aan een vloer die geheel als een loopband fungeert. Met dat laatste zou je er niet eens heel ver naast zitten. Ingenieurs zijn bezig met het ontwikkelen van een vloer die stroom opwekt door er op te lopen, al blijft de vloer wel gewoon stilliggen.

In Zwitserland is een team bezig om nanotechnologie te integreren in een houten vloer. De nanotechnologie moet energie gaan opwekken doordat men op de vloer loopt. Niets anders dan dat. De nanogenerator die in de vloerpanelen zit, heeft er een silicone coating inzitten die is volgeladen met nanokristallen. De technologie an sich is niet nieuw, maar het team heeft het dermate laten krimpen dat deze tot wel 80 keer efficiënter werkt.

Triboneutraal

Om het nieuwe hout te testen is de plank tussen elektroden geplaatst. Iedere keer dat er iemand op de plank gaat staan wordt er dan energie opgewekt. Het lijkt een beetje op het verzamelen van statische elektriciteit, toch heet het net iets anders. De elektriciteit wordt opgewekt via het tribo-elektrisch-effect. Elektronen springen van het ene naar het andere object, in dit geval de stukken hout waar de nanogenerator tussen zit. De nanogenerator vangt die elektronen op terwijl ze van plank naar plank willen bewegen.

Toch heeft hout een eigenschap die dit wat lastiger maakt. Hout is zogenaamd triboneutraal. Dat wil zeggen dat hout in principe geen neiging heeft om elektronen aan te trekken of los te laten. Dat beperkt de mate waarin het materiaal elektriciteit op kan wekken aanzienlijk. De grote uitdaging was in dit geval dus niet zozeer het maken van de nanogenerator, maar het maken van hout dat wél met elektronen aan de gang wil.

Elektrisch hout

De plank lag al in tweeën, een boven en een onderkant, om de nanogenerator ertussen te plaatsen. Het team heeft het bovenste deelt gecoat met PDMS, of polydimethylsiloxane, een silicoon dat elektronen aantrekt. De andere kant kreeg een laag nanokristallen genaamd ZIF-8. Dat bestaat uit metalen en organische moleculen met een verhoogde neiging om elektronen te verliezen.

De onderzoekers zijn aan de slag gegaan met verschillende soorten hout om uit te zoeken of bepaalde houtsoorten wellicht minder triboneutraal zijn. De uitkomst van dat onderzoek is dat sparrenhout het beste uit de bus komt. Naast een goed vermogen om elektriciteit op te wekken was de spar ook het meest consistent in de energiegeneratie.

Dit onderzoek deed vooral dienst om de mogelijkheid van deze methode van stroomopwekking te testen. Het zou kunnen dat we binnen een paar jaar op sparrenhouten vloeren lopen en dat we daarmee de lampen aanhouden. Tot nu toe is het gelukt om lampen en kleine elektronica van stroom te voorzien met één plank, een hele vloer zou nog meer kunnen.

Interesse in dit soort innovatie? Onze vacatures staan open voor je!