Зарядиться от метели. Ученые придумали, как добывать электричество из снега

Инновации

19 апреля, 20:00

Зарядиться от метели. Ученые придумали, как добывать электричество из снега

Зарядиться от метели. Ученые придумали, как добывать электричество из снега - фото

karin59/Depositphotos

Новое устройство позволяет добывать электричество из снега

Ученые из США разработали технологию, которая позволяет получать электроэнергию из снега. Устройство можно установить стационарно, либо прикрепить на колесо велосипеда или подошву обуви.  

В 2019-м сложно кого-то удивить солнечными или ветряными электростанциями, системами рекуперации электроэнергии в электрическом транспорте или беспроводной зарядкой, которая может подзарядить один смартфон, прислонив его к другому.

Исследователи из Калифорнии пошли дальше и создали технологию, которая позволяет добывать электричество прямо из снега. Как передает издание Science Alert, компания Nanotech Energy разработала устройство, которое может генерировать электрическую энергию, соприкасаясь со снегом.

Система стала возможной из-за трибоэлектрического эффекта - создания электрического заряда при трении определенных материалов. Дело в том, что мельчайшие частицы снега несут позитивный электрический заряд, и ученым стоило только подобрать к ним подходящий негативно заряженный материал. Таким материалом оказался кремний.

“После тестирования большого количества материалов, включая алюминиевую фольгу и тефлон, мы обнаружили, что кремний производит больше заряда, чем любой другой материал”, - говорит технический руководитель Nanotech Energy и химик из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Махер Эль-Кады.

Устройство, которое разработала компания называется трибоэлектрический наногенератор (TENG), и оно позволяет генерировать небольшое количество электроэнергии за счет трения со снегом. Nanotech Energy напечатали главный электрод на 3D-принтере и использовали кремний как трибоэлектрический слой, который собирает электроэнергию.

Сообщается, что с помощью такого устройства можно производить электроэнергию как и из простого снегопада, так и крепить электрод к колесу велосипеда или подошве обуви.

Фото: Abdelsalam Ahmed

Другой химик из Калифорнийского университета - Ричард Кейнер - объясняет, что статическое электричество появляется от одного материала, который может притягивать электроны, и от другого материала, который может их отдавать. “Таким образом вы можете создавать электричество попросту из ничего”, - говорит Кейнер.

Правда, “электроэнергии из ничего” получается не так уж и много: TENG может генерировать мгновенную плотность энергии электромагнитного поля всего до 0,2 мВт/м2, напряжение разомкнутой цепи до 8 Вольт и плотность тока до 40 мкА/м2. К сравнению, для яркого освещения помещения, нужна лампа накаливания с плотностью энергии электромагнитного поля в 20 Вт/м2.

Nanotech Energy предлагает использовать TENG как небольшую метеостанцию для мониторинга погоды в режиме реального времени, которая сможет предоставлять информацию о скорости снегопада, количестве осадков, направлении ветра и т.д. Кроме этого, устройство может быть чем-то вроде фитнес-браслета для спортсменов в зимних видах спорта, и помогать им отслеживать движение тела и его показатели.

Тем не менее, Science Alert также пишет, что в будущем TENG можно будет устанавливать в солнечные панели и использовать его во время снегопадов, когда солнечная активность не такая высокая. Учитывая, что около 46 млн квадратных километров поверхности Земли подвержены снегопадам каждый год, такая технология имеет шанс на масштабирование и рост.

Напомним, получение электроэнергии от снега за счет трибоэлектрического эффекта не является первой подобной технологией в своем роде. Ранее исследователи также показывали устройства, которые позволяют добывать электричество из дождя, физических движений, трения автомобильных шин и ходьбы по деревянному покрытию.


Читайте новый номер журнала НВ

Подписывайтесь на журнал НВ и читайте свежий номер прямо сейчас. Все подписчики также получают доступ к архивным выпускам журнала. Стоимость подписки на три месяца всего 59 гривен.

Подписаться и читать журнал