美麗的雪花也能發電了_風聞

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原創編譯／雷鑫宇  審稿／西莫  責編／唐林芳

研究人員利用摩擦發電原理，設計了一款薄膜式發電設備。該設備可用於提高太陽能電池板性能、監測運動員運動情況等。

貼在鞋底的薄膜發電設備。

sciencedaily.com網站4月15日報道，美國加州大學洛杉磯分校（UCLA）的研究人員設計了一種可以利用降雪發電的薄膜式新設備。該設備開創了同類產品的先河，具有價格便宜、體積小、靈活等優點。

UCLA研究人員、化學與生物化學、材料科學教授、論文作者Richard Kaner介紹説：“‘雪花’發電機為自供電設備，可以幫助研究人員在偏遠地區開展工作。設備非常智能，它不僅可以自供能，還可以像氣象站那樣告訴用户降雪情況、風速和風向。”

美麗的雪花藴藏着巨大能量。

研究人員稱，設備是一種利用雪摩擦力的摩擦電動納米發電機（TENG）。摩擦電動納米發電機通過靜電產生電荷，經電子交換產生能量。相關成果發表於《納米能源》雜誌中。

Kaner教授解釋道：“靜電源於電子‘捕體’和電子‘釋體’之間的相互作用。如果能把電荷分隔開，就能產生電能。”

雪的正電荷正好與硅橡膠的負電荷作用生電。

雪帶正電荷，並容易釋放出電子。硅橡膠是一種由硅、氧和碳等元素構成的類合成橡膠，它通常帶負電荷。當雪花與硅樹脂表面接觸時，產生的電荷可以被設備捕集，從而產生電能。

UCLA博士後研究員Maher El-Kady補充説：“既然雪是帶正電的，那麼為什麼我們不用另一種帶相反電荷的材料來發電呢？雖然雪花傾向於釋放電子，但設備的性能取決於其它材料對電子的提取效率。在測試了鋁箔和聚四氟乙烯等大量材料後，我們發現硅橡膠的性能最好。”

雪花中看又能中用了。

El-Kady指出，每年冬天，地球表面大約30%的區域會被積雪覆蓋。在此期間，積雪大大減少了太陽能電池板可以接收的日照量，限制了電池板的功率輸出，降低了它們的工作效率。

他認為，將新設備集成到太陽能電池板中，可以在下雪時提供持續的電力供應。

未來雪花與太陽能電池板實現完美結合。

此外，該設備還可以用於監測滑雪等冬季運動項目、更精確地評估和提高運動員在跑步、跳躍時的表現。

Kaner説，設備具有識別滑雪中主要運動模式的潛力，這是智能手錶無法做到的。

還可以監測滑雪時的情況。

研究小組利用3D打印技術設計了發電裝置。考慮到硅橡膠製造的便利性和可用性，設備的生產成本可以控制得很低。

來源：《納米能源》

期刊編號：2211-2855

原文鏈接：

https://www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190415160820.htm

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