Nueva máquina genera electricidad a partir de Snowball

• Los investigadores construyen el primer dispositivo de su tipo para generar electricidad estática a partir de la nieve que cae.
• Se puede integrar con paneles solares para obtener un suministro de energía continuo en condiciones de nieve.
• También funciona como un sensor autoalimentado para monitorear la dirección del viento y la tasa de nevadas.

En áreas de nevadas, es bastante difícil acceder a fuentes de energía verde y renovable, como turbinas eólicas y energía solar. Las condiciones climáticas extremas, como períodos breves de luz diurna, nubosidad prolongada, temperaturas bajo cero y una gran acumulación de nieve, pueden afectar la generación de energía.

Varias técnicas alternativas aprovechan estas condiciones climáticas locales y proporcionan una estrategia de generación de energía más viable. Sin embargo, los sensores meteorológicos y las estaciones meteorológicas habituales tienen muchas limitaciones, por ejemplo, su capacidad para trabajar en entornos tan extremos, el diseño complejo, el costo y la necesidad de una fuente de energía sostenible para funcionar con eficacia.

Recientemente, investigadores de la Universidad de California en Los Ángeles desarrollaron un nuevo dispositivo capaz de generar electricidad a partir de la nieve que cae. Es un dispositivo económico, el primero en su tipo, que es flexible como una lámina de plástico.

Nanogenerador triboeléctrico basado en nieve

Este ingenioso dispositivo puede examinar la cantidad de nieve que cae, la dirección de la nieve y la velocidad del viento. El nanogenerador crea carga a través de electricidad estática y genera energía a través del intercambio de electrones.

Cuando un material interactúa con otro, captura electrones mientras que el otro cede electrones. Así es como se pueden separar las cargas y generar electricidad estática.

En este caso, la nieve contiene cargas positivas y está lista para ceder electrones. El equipo de investigación utilizó un material sintético similar al caucho (silicona) que consta de átomos de oxígeno y silicio, junto con hidrógeno, carbono y otros elementos. Dado que este material contiene cargas negativas, cuando entra en contacto con la nieve, crea una carga que es capturada por el dispositivo para producir electricidad.

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

Este dispositivo impreso en 3D de bajo costo está compuesto por una hoja de silicona y un electrodo para capturar la carga. Es fácil de fabricar debido a la amplia disponibilidad de silicona, que se usa ampliamente en una amplia gama de productos, desde implantes biomédicos hasta aislamiento de cables eléctricos.

Para un mejor rendimiento, el material debería poder recolectar tantos electrones como sea posible. Los investigadores probaron varios materiales para este trabajo y descubrieron que la silicona genera más carga que otros materiales, como el teflón y las láminas de aluminio.

Más específicamente, el dispositivo puede generar una densidad de potencia de 0,2 mW / m ² y un voltaje de circuito abierto de hasta 8V. Se puede integrar con paneles solares convencionales para obtener un suministro eléctrico continuo en condiciones de nieve.

Otros usos

El nanogenerador puede monitorear con precisión los deportes de invierno como el esquí y mejorar el rendimiento de los atletas al saltar, correr o caminar. También puede identificar parámetros que no se pueden detectar con un reloj inteligente, como los principales patrones de movimiento utilizados en el esquí de fondo.

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Podría ayudar a la próxima generación de dispositivos portátiles autoamplificados a realizar un mejor seguimiento del rendimiento de los atletas y mostrar si marchan, saltan, caminan o corren.