눈덩이에서 전기를 생성하는 새 기계

• 연구원들이 떨어지는 눈에서 정전기를 발생시키는 최초의 장치를 제작합니다.
• 태양광 패널과 통합하여 눈이 오는 조건에서 지속적인 전원 공급을 얻을 수 있습니다.
• 또한 풍향과 강설량을 모니터링하는 자체 전원 센서의 기능도 합니다.

강설량 지역에서는 풍력 터빈 및 태양 에너지와 같은 재생 가능한 친환경 전원에 접근하기가 매우 어렵습니다. 짧은 일광 기간, 장기간의 구름 덮임, 영하의 기온 및 폭설과 같은 극단적인 기상 조건은 에너지 생성에 영향을 줄 수 있습니다.

여러 대체 기술은 이러한 지역 기상 조건을 활용하고 보다 실행 가능한 에너지 생성 전략을 제공합니다. 그러나 일반적인 기상 센서와 기상 관측소는 극한 환경에서 작동할 수 있는 능력, 복잡한 설계, 비용, 지속 가능한 전원이 효과적으로 작동해야 하는 필요성 등 많은 제한이 있습니다.

최근 캘리포니아 대학 로스앤젤레스의 연구원들은 떨어지는 눈에서 전기를 생성할 수 있는 새로운 장치를 개발했습니다. 플라스틱 시트처럼 유연하며 저렴한 최초의 장치입니다.

눈 기반 마찰전기 나노발전기

이 똑똑한 장치는 내리는 눈의 양, 눈의 방향, 바람의 속도를 확인할 수 있습니다. 나노발전기는 정전기를 통해 전하를 생성하고, 전자 교환을 통해 에너지를 생성합니다.

한 물질이 다른 물질과 상호작용할 때 다른 물질이 전자를 포기하는 동안 전자를 포착합니다. 이것이 전하를 분리하고 정전기를 발생시키는 방법입니다.

이 경우 눈은 양전하를 포함하고 전자를 포기할 준비가 되어 있습니다. 연구팀은 수소, 탄소 등의 원소와 함께 산소와 규소 원자로 구성된 합성고무 유사 물질(실리콘)을 사용했다. 이 물질은 음전하를 포함하고 있기 때문에 눈과 접촉하면 전하를 생성하여 장치에 포착되어 전기를 생산합니다.

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

이 저가의 3D 인쇄 장치는 실리콘 시트와 전하를 포착하는 전극으로 구성됩니다. 생체의학 임플란트부터 전선 절연체에 이르기까지 다양한 제품에 광범위하게 사용되는 실리콘의 광범위한 가용성으로 인해 제작이 용이합니다.

최상의 성능을 위해 재료는 가능한 한 많은 전자를 수집할 수 있어야 합니다. 연구원들은 이 작업을 위해 다양한 재료를 테스트했으며 실리콘이 테플론 및 알루미늄 호일과 같은 다른 재료보다 더 많은 전하를 생성한다는 것을 발견했습니다.

보다 구체적으로, 이 기기는 0.2mW/m ² 의 전력 밀도를 생성할 수 있습니다. , 최대 8V의 개방 회로 전압. 기존의 태양광 패널과 통합하여 눈이 오는 조건에서도 지속적인 전원 공급을 얻을 수 있습니다.

기타 용도

나노제너레이터는 스키와 같은 동계 스포츠를 정확하게 모니터링하고 점프, 달리기 또는 걷기 시 운동 선수의 성능을 향상시킬 수 있습니다. 또한 크로스컨트리 스키에서 사용되는 주요 움직임 패턴과 같이 스마트 워치로 감지할 수 없는 매개변수를 식별할 수 있습니다.

읽기:태양 전지판은 이제 더 많은 에너지를 포착하기 위해 태양을 따라갈 수 있습니다.

차세대 자체 구동 웨어러블 기기가 선수의 경기력을 더 잘 추적하고 선수가 행진 중인지, 점프 중인지, 걷기 또는 달리기 중인지 표시하는 데 도움이 될 수 있습니다.