新しい機械は雪だるまから電気を生成します

• 研究者たちは、降雪から静電気を発生させる、この種では初めての装置を開発しました。
• ソーラーパネルと統合して、雪の降る状況でも継続的に電力を供給することができます。
• また、風向と降雪量を監視するセルフパワーセンサーとしても機能します。

降雪地域では、風力タービンや太陽エネルギーなどのグリーンで再生可能な電源にアクセスするのは非常に困難です。短い日照時間、長時間の雲量、氷点下の気温、大雪の蓄積などの異常気象は、エネルギー生成に影響を与える可能性があります。

いくつかの代替技術は、そのような地域の気象条件を利用し、より実行可能なエネルギー生成戦略を提供します。ただし、通常の気象センサーや気象観測所には多くの制限があります。たとえば、このような極端な環境で機能する能力、複雑な設計、コスト、持続可能な電源が効果的に機能する必要性などです。

最近、カリフォルニア大学ロサンゼルス校の研究者は、降雪から発電できる新しい装置を開発しました。プラスチックシートのように柔軟な、安価な初めてのデバイスです。

雪ベースの摩擦電気ナノ発電機

この巧妙な装置は、降る雪の量、雪の方向、そして風速を調べることができます。ナノ発電機は静電気によって電荷を生成し、電子の交換によってエネルギーを生成します。

一方の材料が別の材料と相互作用すると、もう一方の材料が電子を放出する間、それは電子を捕獲します。これが、電荷を分離して静電気を発生させる方法です。

この場合、雪には正電荷が含まれており、電子をあきらめる準備ができています。研究チームは、水素、炭素、その他の元素に加えて、酸素とシリコン原子からなる合成ゴムのような材料（シリコン）を使用しました。この材料には負の電荷が含まれているため、雪と接触すると電荷が発生し、デバイスによって捕捉されて電気を生成します。

参照：Science Direct | DOI：10.1016 / j.nanoen.2019.03.032 | UCLA

この低コストの3D印刷デバイスは、シリコンのシートと電荷を取り込むための電極で構成されています。シリコーンは、生物医学的インプラントから電線の絶縁まで、幅広い製品で広く使用されているため、製造が簡単です。

最高のパフォーマンスを得るには、材料ができるだけ多くの電子を収集できる必要があります。研究者はこの仕事のためにさまざまな材料をテストし、シリコーンがテフロンやアルミニウム箔などの他の材料よりも多くの電荷を生成することを発見しました。

より具体的には、デバイスは0.2mW / m ² の電力密度を生成できます。 、および最大8Vの開回路電圧。従来のソーラーパネルと統合して、雪の降る状況でも継続的に電力を供給することができます。

その他の用途

ナノ発電機は、スキーなどのウィンタースポーツを正確に監視し、ジャンプ、ランニング、ウォーキングの際のアスリートのパフォーマンスを向上させることができます。また、クロスカントリースキーで使用される主な動きのパターンなど、スマートウォッチでは検出できないパラメータを特定することもできます。

読む：ソーラーパネルが太陽に追随してより多くのエネルギーを取り込むことができるようになりました

これは、次世代のセルフパワーウェアラブルデバイスがアスリートのパフォーマンスをより適切に追跡し、彼らが行進、ジャンプ、ウォーキング、またはランニングのいずれであるかを示すのに役立つ可能性があります。