Billig ‘Førsteklasses enhet’ kan generere strøm fra snøfall

Alle Nyheter

Forskere har utviklet en første enhet av sitt slag som kan generere strøm fra snø som faller.

Den rimelige enheten, som ble utviklet av UCLA-forskere, er liten, tynn og fleksibel som et plastark.


'Enheten kan fungere i avsidesliggende områder fordi den gir sin egen strøm og ikke trenger batterier,' sa seniorforfatter Richard Kaner. 'Det er en veldig smart enhet - en værstasjon som kan fortelle deg hvor mye snø som faller, i hvilken retning snøen faller, og retning og hastighet på vinden.'

Forskerne kaller det en snøbasert triboelektrisk nanogenerator, eller snø TENG. En triboelektrisk nanogenerator, som genererer ladning gjennom statisk elektrisitet, produserer energi fra utveksling av elektroner.

Funn om enheten er publisert i tidsskriftNano Energy.

MER: En av de største indianerstammene har nettopp stemt for å avslutte deres 100-årige avhengighet av kull


'Statisk elektrisitet oppstår fra samspillet mellom ett materiale som fanger elektroner og et annet som gir opp elektroner,' sa Kaner, som også er en fremtredende professor i kjemi og biokjemi, og i materialvitenskap og ingeniørvitenskap ved UCLA. 'Du skiller avgiftene og skaper strøm av i det vesentlige ingenting.'

Snø er positivt ladet og gir opp elektroner. Silikon - et syntetisk gummilignende materiale som består av silisiumatomer og oksygenatomer, kombinert med karbon, hydrogen og andre elementer - er negativt ladet. Når fallende snø kommer i kontakt med overflaten av silikon, produserer det en ladning som enheten fanger opp, og skaper strøm.


“Snø er allerede ladet; så vi tenkte, hvorfor ikke ta med et annet materiale med motsatt ladning og trekke ut ladningen for å skape strøm? ' sa medforfatter Maher El-Kady, UCLA postdoktorforsker innen kjemi og biokjemi.

MER: Student trekker til Yellowstone og finner bakterier som spiser forurensning og ‘puster’ elektrisitet

'Mens snø liker å gi opp elektroner, avhenger enhetens ytelse av effektiviteten til det andre materialet for å trekke ut disse elektronene,' la han til. 'Etter å ha testet et stort antall materialer, inkludert aluminiumsfolier og teflon, fant vi ut at silikon produserer mer ladning enn noe annet materiale.'

Omtrent 30% av jordens overflate er dekket av snø hver vinter, i løpet av hvilken tid solcellepaneler ofte ikke fungerer, bemerket El-Kady. Akkumuleringen av snø reduserer mengden sollys som kommer til solcellepanelet, noe som begrenser panelets kraftuttak og gjør dem mindre effektive. Den nye enheten kan integreres i solcellepaneler for å gi en kontinuerlig strømforsyning når det snør, sa han.


Foto av Abdelsalam Ahmed / UCLA

Enheten kan brukes til å overvåke vintersport, for eksempel ski, for å mer presist vurdere og forbedre prestasjonen til en idrettsutøver når han løper, går eller hopper, sa Kaner. Det har også potensial for å identifisere de viktigste bevegelsesmønstrene som brukes i langrenn, som ikke kan oppdages med en smart klokke.

Det kan innlede en ny generasjon med selvdrevne bærbare enheter for sporing av idrettsutøvere og deres prestasjoner.

SE: Generator som skaper strøm fra tyngdekraften, kan revolusjonere fornybar energi

Det kan også sende signaler som indikerer om en person beveger seg. Det kan fortelle når en person går, løper, hopper eller marsjerer.

Forskerteamet brukte 3D-utskrift for å designe enheten, som har et lag silikon og en elektrode for å fange opp ladningen. Teamet mener at enheten kan produseres til en lav pris gitt 'den enkle fabrikasjonen og tilgjengeligheten av silikon,' sa Kaner. Silikon brukes mye i industrien, i produkter som smøremidler, elektrisk ledningsisolasjon og biomedisinske implantater, og det har nå potensialet for energihøsting.

Gjengitt fra UCLA Newsroom

Vær sikker og del denne kule nye historien med vennene dine på sosiale medier ...