Ein Team kalifornischer Wissenschaftler hat ein Material entwickelt, mit dem Strom aus Schnee gewonnen werden kann: basierend auf den Prinzipien des sogenannten "triboelektrischen Effekts", der in der Übertragung elektrischer Ladungen und damit in der Erzeugung einer Spannung zwischen verschiedenen Materialien besteht (von denen zumindest) ein Isolator), wenn sie aneinander gerieben werden.
Die Schneeregenpartikel sind mit einer positiven Ladung ausgestattet, und die Wechselwirkung mit diesem Material mit Ladung entgegengesetzten Vorzeichens kann Elektrizität erzeugen.
"Da Schnee seine Ladung hat, dachten wir: Warum setzen wir ihn nicht mit einem Material in Kontakt, das eine entgegengesetzte Ladung hat?"
Maher El-Kady, Universität von Kalifornien, Los Angeles
Die Anwendungen des triboelektrischen Effekts sind unterschiedlich, und andere Forscher haben sie ebenfalls entwickelt: Zum Beispiel durch Zugabe von Graphen zu Sonnenkollektoren, um anderen Strom auch aus dem Regen zu gewinnen.
In diesem Fall entwickelte das Team einen "schneebasierten triboelektrischen Nanogenerator", auch bekannt als TENG.
Nach dem Entwurf des kleinen Generators und dem 3D-Druck zur Herstellung der Elektroden testeten die Forscher verschiedene "triboelektrische" Materialien, um ihre Kapazität zu bewerten.
"Nachdem wir nach einer Vielzahl von Materialien gesucht hatten, darunter Teflon und Aluminiumfolie, haben wir uns für Silikon entschieden, um eine höhere Ladung zu erzeugen." Würfel Maher El-Kadyan der Spitze des Projekts der University of California.
Sobald der Mechanismus hergestellt und mit Silikon beschichtet ist, wird die elektrische Ladung ausgehend von all den verschiedenen Kontaktarten erzeugt: Trampeln, Reiben oder sogar dem einfachen Schneefall auf der Oberfläche.
In der zweiten Phase des Projekts wurde das System auf Fahrradräder oder Stiefel angewendet, um die Ladung zu messen, die beim Kontakt der Räder oder Sohlen auf dem Schnee entsteht.
Wenn das TENG-System in die Solarmodule integriert ist, kann auch Strom aus Schneestürmen und Wetterbedingungen erzeugt werden, die sonst die erforderliche Energie verringern oder nicht erzeugen würden: Bedenken Sie, dass jedes Jahr 46 Millionen Quadratkilometer der Erdoberfläche vom Schnee erreicht werden, und Sie werden das Potenzial dieses Systems verstehen, das eines Tages auch biomechanische Sensoren oder tragbare Geräte versorgen könnte.
Die erste praktische Anwendung des TENG wird die Lieferung kleiner automatischer Wetterstationen sein installiert in unwirtlichen Gebieten des Planeten, um die Fallrate und Schneehöhe sowie natürlich die Richtung und Geschwindigkeit des Windes zu messen.
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Das vollständige Papier veröffentlicht am Nano-Energie
