Door schimmels een houten vloer te laten rotten, kun je er een bruikbare bron van schone elektriciteit van maken. Dat ontdekten Zwitserse wetenschappers.
Het idee om druk toe te passen om een elektrische lading te produceren, ook wel het piëzo-elektrisch effect genoemd, stamt uit de jaren veertig van de vorige eeuw. Dat er maar een verwaarloosbaar kleine hoeveelheid elektriciteit vrijkomt, hield het gebruik in dagelijkse toepassingen altijd tegen.
Nu heeft een team, geleid door houtwetenschapper Ingo Burgert van de universiteit ETH Zürich in Zwitserland, ontdekt hoe je de interne structuur van balsahout kunt aanpassen om de piëzo-elektrische output 55 keer zo hoog te maken. Namelijk door het hout opzettelijk te laten rotten.
Eerste aanval
Burgert en zijn collega’s lieten met een witte schimmel, de platte tonderzwam, het balsahout een aantal weken rotten. Houtrot begint vaak met een aanval op hemicellulose, een snelle voedselbron voor de organismen door de aanwezige ‘vrije’ suikers. Ook in dit geval rotten hemicellulose en het houtstof in het hout snel, waardoor het gewicht bijna halveerde.
Ze ontdekten dat een behandeling van zes weken de beste oplossing was om hout samendrukbaarder te maken. Op die manier kan het meer elektriciteit opwekken als je het indrukt en weer loslaat, zonder dat het aan sterkte inboet.
Houten balzaal
Het team tuigde vervolgens negen blokken van het vergane hout op, bedekt met een laagje houtfineer. Deze blokken vormden het prototype van een ‘energievloer’ die een ledlampje van stroom voorzag. ‘Het is duidelijk pas het eerste stapje in deze richting. Maar het is belangrijk om te laten zien dat er potentie in zit’, zegt Burgert.
De hoeveelheid opgewekte elektriciteit is nog heel klein; 0,85 volt uit een blokje vergaan hout met anderhalve centimeter doorsnee. Aanvankelijk zou de elektriciteit afstandssensoren van stroom kunnen voorzien, bijvoorbeeld sensoren die detecteren of een oudere persoon is gevallen, stelt Burgert voor. Maar op de lange termijn denkt hij dat energievloeren, zoals een houten balzaal, een veel groter rendement kunnen opleveren. Hij is met bedrijven in gesprek over de commercialisering van een energiehoutbedrijf.
Slimme steden
De ontwikkeling kan leiden tot meer gebruik van hout in gebouwen. Zeker omdat houten constructies ook een lager koolstofvoetafdruk hebben dan beton- en staalconstructies.
Teamlid en materiaalonderzoeker Javier Ribera van het Zwitserse Federale Laboratorium voor Materiaalwetenschappen en Technologie voegt toe: ‘We kunnen veel meer doen dan alleen het traditionele gebruik van hout. We kunnen de eigenschappen afstemmen, zodat hout deel kan uitmaken van toekomstige slimme steden of nieuwe bouwmaterialen.’
Voor nu is de techniek alleen geschikt voor balsahout. Dat heeft een bijzonder lage dichtheid en dunne celwanden. Er zal meer onderzoek nodig zijn naar verschillende schimmelbehandelingen voor andere boomsoorten.
Materiaalwetenschapper Xiping Wang van het Amerikaanse ministerie van Landbouw was niet bij de studie betrokken. Hij zegt dat de resultaten veelbelovend zijn: ‘De voorgestelde schimmelvoorbehandeling van inheems hout betekent een doorbraak op fundamenteel niveau.’
