В заснеженных местах земного шара практически невозможно добывать электроэнергию при помощи солнечных батарей, так как они укрыты снегом. Альтернативное решение придумали американские учёные из Калифорнийского университета. Речь идёт об оборудовании, генерирующем энергию непосредственно из снега.
Устройство и принцип действия
Разработчики назвали свой продукт снежно-электрическим наногенератором или Snow TENG. Это устройство можно распечатать на 3D-принтере. Оно выполнено из силиконового слоя, который прикреплён к электроду. По мнению учёных, его можно встроить в солнечные панели для продолжения выработки электрической энергии даже при обильных снегопадах. В этом есть схожесть с презентованным весной китайскими физиками гибридным солнечным элементом. Он тоже вырабатывает электроэнергию трибоэлектрическим методом, только вместо снега используются капли дождя.
Трибоэлектрический эффект действует следующим образом. Статическое электричество применяется для создания заряда с помощью обмена электронами между противоположно заряженными материалами (один из них отрицательно, другой — положительно. Это физическая основа многих маломощных генераторов, которые получают энергию от движения тел.
У снега заряд положительный, поэтому при попадании на материал, заряженный отрицательно, будет генерироваться электроэнергия. В результате нескольких проведённых опытом учёные установили, что силикон отлично подходит для создания трибоэлектрического эффекта при контакте со снегом.
Однако выяснилось, что наногенератор генерирует в нынешней модификации очень мало электрической энергии — всего 0.2 мВт на один м2. Как следствие, он непригоден для подключения непосредственно к электрической сети здания, в отличие от солнечных панелей, мощности для этих целей будет явно не хватать. Тем не менее, возможно его применение, в частности, для небольших автономных датчиков погоды, используемых в неблагоприятных условиях.
По мнению команды разработчиков, такие датчики на основе Snow TENG способны функционировать в удалённых регионах. Им не требуется внешнее электроснабжение от сети. Речь идёт об очень продуманных и технологичных приборах. Это компактные метеорологические станции, которые определяют количество снега на данную минуту, направление, куда он падает и т. д. Приводится и иной вариант применения наногенератора. Датчик с ним можно зафиксировать внизу ботинок либо лыж и применять для получения информации для зимних спортивных дисциплин.
Информация о проведённых исследованиях по созданию наногенератора Snow TENG была размещена в научно-техническом журнале NanoEnergy.
#солнечные батареи #альтернативная энергетика #изобретения #нанотехнологии #сша