今日、エネルギーを得る新しい方法の創造において創造性が基本的な役割を果たしていることがわかっています。 この場合、科学者たちはそれが可能であるかどうかを調査しています。 雪で発電する。 太陽光発電システムを設置していると、雪による問題が発生することがあります。 これらの状況を考慮して、研究チームは雪からエネルギーを生成できる装置を作成しました。
この記事では、本当に雪で発電できるのか、そしてどのようにしてそれを実現したのかを紹介します。
雪で発電する
カリフォルニア大学（UCLA）は、降雪の力を利用して発電する革新的な装置を開発した。 この装置 この種のものとしては初めてのものであり、経済的で適応性が高いという点で際立っています。、薄くて柔軟で、外観がプラスチックシートに似ているという独特の特性を備えています。
UCLAの材料イノベーション教授であり、この研究の筆頭著者であるリチャード・ケイナー氏によると、この装置は自らエネルギーを生成し、電池の使用を必要としないため、遠隔地でも動作することができるという。 このスマートテクノロジーは気象観測所として機能し、雪の量、降る方向、風の速度と方向を正確に測定できます。
研究者がそう呼ぶこの技術 「雪上摩擦発電ナノ発電機」 TENG は、静電気のメカニズムを通じて電荷を生成することができます。 電子の交換の結果、エネルギーを生み出すこともできます。
化学、生化学、材料科学および工学の著名な教授であり、カリフォルニア ナノシステム研究所のメンバーでもあるケイナー氏によると、静電気は XNUMX 種類の材料間の相互作用から発生します。 一方の材料は電子を捕獲し、もう一方の材料は電子を放棄し、電荷分離を引き起こします。 このプロセスにより、一見何もないところから電気が生み出されます。
雪は、電子を放出する正に帯電した存在です。 一方、シリコンと酸素、炭素、水素などの原子から構成される人工ゴム素材であるシリコーンは、マイナスに帯電しています。 雪がシリコン製の表面に触れると電荷が発生し、機器がそれを収集して発電します。
雪はどのようにして発電できるのでしょうか？
マハー・エル・カディ氏、UCLA 化学および生化学の研究助手、 彼は実験について説明し、雪にはすでに帯電があるため、 彼らは、電荷を取り出して電気を作り出すために、逆の電荷を持つ物質を導入することにしました。
専門家によると、雪は自然に電子を放出しようとするが、この装置の有効性は、電子を回収する材料の能力に大きく依存するという。 テフロンやアルミ箔などのいくつかの素材を徹底的に評価した結果、シリコーンがそれらすべてを上回り、最高レベルの帯電を発生させることが判明しました。
冬に、 地球の表面の約30％は雪で覆われており、太陽光パネルに問題を引き起こす可能性があります。 雪が積もると、ソーラーパネルに届く太陽光の量が減少し、エネルギー生産と効率が低下します。 降雪状況でも電力を途切れることなく供給できるよう、ソーラーパネルに統合できる新しいデバイスが開発されました。
この特定のデバイスは、スキーなどのウィンター スポーツを監視するために使用できます。 その主な機能は、ランニング、ウォーキング、ジャンプなどのアクティビティを実行する際のアスリートのパフォーマンスをより正確に評価することです。 さらに、スマートウォッチの使用では検出できない、クロスカントリー スキーで使用される重要な動作パターンを識別する機能もあります。
新しい再生可能技術
スポーツパフォーマンスを追跡するように設計された自立型ウェアラブルテクノロジーの新時代の可能性が目前に迫っています。 このデバイスは、個人の身体活動に関する情報を提供する信号を送信できます。 これには、移動しているかどうかを特定することも含まれます。 また、歩く、走る、ジャンプするなどのさまざまな種類の動きを区別します。
新しい貨物捕捉装置を作成するために、研究チームは 3D プリンティング技術を使用しました。 このデバイスは XNUMX つの主要コンポーネントで構成されます。 シリコーン層と電極。 研究チームは、シリコンの入手しやすさと製造プロセスの簡素さにより、このデバイスの低コスト生産の可能性について楽観視している。 シリコーンは、生物医学用インプラント、電線絶縁、潤滑剤など、さまざまな業界で一般的に使用されています。 エネルギー生産におけるこの新しい用途により、シリコーンの機能はさらに拡張されました。
ケイナーの研究室 さまざまな革新的なデバイスを製造してきました。 その中には、水から石油を分離し、シェールオイルとガスの水圧破砕の副産物として生成される残留廃棄物を浄化する機能を備えた特殊な膜があります。 2017 年の研究室のもう XNUMX つの成果は、太陽エネルギーを有益かつ効率的に利用および貯蔵する装置の作成でした。 さらに、この装置は燃料電池車で使用できる水素燃料を生成する機能も備えています。
その他雪で発電する研究
日本では、東京電子通信大学とITスタートアップのフォルテが雪から発電する可能性を研究している。 研究は 2022 年 XNUMX 月に開始され、プロジェクトは現在も進行中です。 これは温度差を利用してエネルギーを生成します。 最大のエネルギーを生成するには、温度差が非常に大きいことが重要です。
実験では雪の中にパイプを設置しました。 それのための、 彼らは現在、市内に降った雪を放棄されたプールに隔離している。 これらのチューブは、外気から来て太陽によって温められた熱を雪に伝達します。 彼らは、電流を生成してエネルギーを生成できるタービンを構築することを提案しました。 チームは、このシステムが太陽光パネルと同じくらい効率的であることを期待していますが、冬には雪を使用します。 このシステムは重要な課題に直面しています。 大規模な雪の貯蔵施設が必要.
この情報を通じて、雪による発電の研究についてもっと知っていただければ幸いです。