Nova máquina gera eletricidade a partir de bola de neve

• Pesquisadores constroem o primeiro dispositivo desse tipo para gerar eletricidade estática a partir da neve que cai.
• Pode ser integrado com painéis solares para obter alimentação contínua em condições de neve.
• Ele também funciona como um sensor com alimentação própria para monitorar a direção do vento e a taxa de queda de neve.

Em áreas com neve, é muito difícil acessar fontes de energia renováveis ​​e verdes, como turbinas eólicas e energia solar. Condições meteorológicas extremas, como períodos curtos de luz do dia, cobertura prolongada de nuvens, temperaturas abaixo de zero e acúmulo de neve pesada, podem afetar a geração de energia.

Várias técnicas alternativas exploram essas condições climáticas locais e fornecem uma estratégia de geração de energia mais viável. No entanto, sensores meteorológicos usuais e estações meteorológicas têm muitas limitações, por exemplo, sua capacidade de trabalhar em tais ambientes extremos, design complexo, custo e necessidade de uma fonte de energia sustentável para funcionar de forma eficaz.

Recentemente, pesquisadores da Universidade da Califórnia, em Los Angeles, desenvolveram um novo dispositivo capaz de gerar eletricidade a partir da neve que cai. É um dispositivo único e barato que é flexível como uma folha de plástico.

Nanogerador triboelétrico baseado em neve

Este dispositivo inteligente pode examinar a quantidade de neve caindo, a direção da neve, bem como a velocidade do vento. O nanogerador cria carga por meio da eletricidade estática e gera energia por meio da troca de elétrons.

Quando um material interage com outro, ele captura elétrons enquanto o outro cede os elétrons. É assim que se pode separar as cargas e gerar eletricidade estática.

Nesse caso, a neve contém cargas positivas e está pronta para ceder elétrons. A equipe de pesquisa usou um material semelhante à borracha sintética (silicone), que consiste em átomos de oxigênio e silício, juntamente com hidrogênio, carbono e outros elementos. Como esse material contém cargas negativas, ao entrar em contato com a neve, cria uma carga que é capturada pelo dispositivo para produzir eletricidade.

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

Este dispositivo impresso em 3D de baixo custo é composto por uma folha de silicone e um eletrodo para capturar a carga. É fácil de fabricar devido à ampla disponibilidade de silicone, que é amplamente utilizado em uma ampla gama de produtos, desde implantes biomédicos até isolamento de fios elétricos.



Para melhor desempenho, o material deve ser capaz de coletar o máximo de elétrons possível. Os pesquisadores testaram vários materiais para esse trabalho e descobriram que o silicone gera mais carga do que outros materiais, como teflon e folhas de alumínio.

Mais especificamente, o dispositivo pode gerar uma densidade de potência de 0,2 mW / m ² , e uma tensão de circuito aberto de até 8V. Pode ser integrado com painéis solares convencionais para obter fornecimento contínuo de energia em condições de neve.

Outros usos

O nanogerador pode monitorar com precisão esportes de inverno como esqui e melhorar o desempenho dos atletas ao saltar, correr ou caminhar. Ele também pode identificar parâmetros que não podem ser detectados com um smartwatch, como os principais padrões de movimento usados ​​no esqui cross-country.

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Isso pode ajudar a próxima geração de dispositivos vestíveis com alimentação própria a rastrear melhor o desempenho dos atletas e mostrar se eles estão marchando, pulando, caminhando ou correndo.