Исследователи разработали новое устройство, которое создает электричество от падающего снега. Первое в своем роде устройство недорогое, маленькое, тонкое и гибкое, как лист пластика.
Исследователи называют его трибоэлектрическим снежным наногенератором. Трибоэлектрический наногенератор, который генерирует заряд посредством статического электричества, производит энергию от обмена электронами между положительно заряженным снегом и отрицательно заряженной поверхностью. Статическое электричество возникает в результате взаимодействия одного материала, который захватывает электроны, и другого, который отдает электроны. Снег заряжен положительно и отдает электроны. Силикон - синтетический каучукоподобный материал, состоящий из атомов кремния и кислорода, в сочетании с углеродом, водородом и другими элементами - заряжен отрицательно. При падении снег контактирует с поверхностью силикона, который забирает положительный заряд, который захватывает устройство, создавая электричество. Снег очень любит отдавать электроды, осталось подобрать основу, которая будет их эффективно принимать, и после ряда экспериментов, в которых в качестве основы выступала алюминиевая фольга и тефлон, было обнаружено, что силикон с некоторыми добавками в этом плане самый оптимальный вариант. Исследователи использовали 3-D печать для разработки устройства, которое имеет слой силикона и электрод для захвата заряда. Устройство может быть произведено по низкой цене, учитывая простоту изготовления и доступность силикона. Силикон широко используется в промышленности, в таких продуктах, как смазочные материалы, изоляция электрических проводов и биомедицинские имплантаты, и теперь у него есть потенциал для сбора электрической энергии.
Учитывая, что около 30 процентов поверхности Земли каждую зиму покрыто снегом, в течение которого солнечные панели часто не работают или работают малоэффективно. Накопление снега уменьшает количество солнечного света, достигающего солнечной батареи, ограничивая выходную мощность панелей и делая их менее эффективными. Трибоэлектрический наногенератор может быть интегрирован в солнечные панели, чтобы обеспечить непрерывное энергоснабжение во время снегопада. Устройство может работать в отдаленных районах не имеющих своего электроснабжения, потому что оно обеспечивает свое собственное питание и не нуждается в батареях и другое его назначение - метеостанция, которая может сказать, сколько снега падает, направление падения снега, а также направление и скорость ветра при этом мощности заряда вполне хватит чтобы передать данные, а при обильном снегопаде это вполне можно делать в реальном времени.
Устройство можно использовать для мониторинга зимних видов спорта, таких как катание на лыжах, для более точной оценки и улучшения характеристик спортсмена при беге, ходьбе или прыжках, можно применять для определения основных моделей движения, используемых при катании на беговых лыжах, которые невозможно обнаружить с помощью используемых сейчас Smart часов. Это может привести к появлению нового поколения носимых устройств с автономным питанием для отслеживания спортсменов и их выступлений. Оно также может отправлять сигналы, указывающие, движется ли человек. Он может сказать, когда человек идет, бежит, прыгает или вообще не движется.
В общем, потенциал устройства огромен и очень удобен из-за простоты конструкции. Пока что его характеристики таковы: устройство может генерировать мгновенную удельную выходную мощность до 0,2 мВт / м 2., напряжение разомкнутой цепи до 8 В и плотность тока 40 мкА / м 2, которые вполне можно увеличить экспериментируя с материалами. Хотя при такой зиме как у нас сейчас никакого электричества не добудешь!