Работающий на снегу наногенератор — полезное дополнение к солнечным батареям

Снежные регионы планеты мало подходят для использования солнечных батарей. Панелям затруднительно производить какую-либо энергию, если они погребены под снежным покровом. Поэтому команда из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) разработала новое устройство, которое может производить электричество из самого снега.

Команда называет новое устройство снежно-трибоэлектрическим наногенератором или Snow TENG (snow-based triboelectric nanogenerator). Как следует из названия, оно работает за счёт трибоэлектрического эффекта, то есть использует статическое электричество для генерации заряда посредством обмена электронами между положительно и отрицательно заряженными материалами. Устройства такого типа используются для создания маломощных генераторов, которые получают энергию от движений тела, прикосновений к сенсорному экрану и даже шагов человека по полу.

Снег положительно заряжен, поэтому при его трении о материал с противоположным зарядом из него можно извлечь энергию. После серии экспериментов команда исследователей выяснила, что силикон является лучшим материалом для трибоэлектрического эффекта при взаимодействии со снегом.

Snow TENG можно напечатать при помощи 3D-принтера, устройство сделано из слоя силикона, прикреплённого к электроду. Разработчики заявляют, что его можно интегрировать в солнечные панели, чтобы они могли продолжать вырабатывать электроэнергию даже при покрытии снегом, что делает его похожим на представленный в марте прошлого года китайскими учёными гибридный солнечный элемент, который также при помощи трибоэлектрического эффекта генерирует энергию от столкновения капель дождя с поверхностью солнечных панелей.

Проблема в том, что Snow TENG вырабатывает довольно небольшое количество электроэнергии в своём текущем виде — его удельная мощность составляет 0,2 мВт на квадратный метр. Это означает, что вы вряд ли станете подключать его напрямую к домовой электросети, как саму солнечную панель, но тем не менее его можно использовать, например, для маленьких и автономных погодных датчиков.

«Погодный датчик на базе Snow TENG может работать в отдалённых районах, так как он самостоятельно обеспечивает своё питание и не требует других источников», — говорит Ричард Канер, старший автор исследования. «Это очень умное устройство — метеостанция, которая может сказать вам: сколько снега падает в данный момент, направление падения снега, а также направление и скорость ветра.»

Исследователи приводят и другой пример использования Snow TENG, например, датчик, который можно прикрепить к нижней части ботинок или лыж и использовать для сбора данных для зимних видов спорта.

Исследование было опубликовано в журнале Nano Energy.

Источник: 3dnews.ru