Los investigadores y colegas de UCLA han diseñado un nuevo dispositivo que genera electricidad a partir de la nieve que cae. El primero de su tipo, este dispositivo es económico, pequeña, delgado y flexible como una hoja de plástico.

"El dispositivo puede funcionar en áreas remotas porque proporciona su propia energía y no necesita baterías, "dijo el autor principal Richard Kaner, quien tiene la Cátedra Dotada del Dr. Myung Ki Hong de UCLA en Innovación de Materiales. "Es un dispositivo muy inteligente:una estación meteorológica que puede decirle cuánta nieve está cayendo, la dirección en la que cae la nieve, y la dirección y velocidad del viento ".

Los investigadores lo llaman un nanogenerador triboeléctrico basado en la nieve, o nieve TENG. Un nanogenerador triboeléctrico, que genera carga a través de electricidad estática, produce energía a partir del intercambio de electrones.

Los hallazgos sobre el dispositivo se publican en la revista. Nano energía .

"La electricidad estática se produce por la interacción de un material que captura electrones y otro que cede electrones, "dijo Kaner, quien también es un distinguido profesor de química y bioquímica, y de ciencia e ingeniería de materiales, y miembro del California NanoSystems Institute de UCLA. "Se separan las cargas y se genera electricidad a partir esencialmente de la nada".

La nieve tiene carga positiva y cede electrones. Silicona:un material sintético similar al caucho que está compuesto de átomos de silicio y átomos de oxígeno. combinado con carbono, hidrógeno y otros elementos:tiene carga negativa. Cuando la nieve que cae entra en contacto con la superficie de la silicona, que produce una carga que captura el dispositivo, creando electricidad.

"La nieve ya está cargada, así que pensamos, ¿Por qué no traer otro material con la carga opuesta y extraer la carga para crear electricidad? ", dijo el coautor Maher El-Kady. un investigador postdoctoral de UCLA en química y bioquímica.

"Si bien a la nieve le gusta ceder electrones, el rendimiento del dispositivo depende de la eficiencia del otro material para extraer estos electrones, ", agregó." Después de probar una gran cantidad de materiales, incluidas las láminas de aluminio y el teflón, descubrimos que la silicona produce más carga que cualquier otro material ".

Aproximadamente el 30 por ciento de la superficie de la Tierra está cubierta por nieve cada invierno, durante el cual los paneles solares a menudo no funcionan, El-Kady señaló. La acumulación de nieve reduce la cantidad de luz solar que llega a la matriz solar, limitando la salida de energía de los paneles y haciéndolos menos efectivos. El nuevo dispositivo podría integrarse en paneles solares para proporcionar una fuente de alimentación continua cuando nieva. él dijo.

El dispositivo se puede utilizar para monitorear deportes de invierno, como esquiar, para evaluar y mejorar con mayor precisión el rendimiento de un atleta al correr, caminar o saltar, Dijo Kaner. También tiene el potencial de identificar los principales patrones de movimiento utilizados en el esquí de fondo, que no se puede detectar con un reloj inteligente.

Podría marcar el comienzo de una nueva generación de dispositivos portátiles autoamplificados para rastrear a los atletas y sus actuaciones.

También puede enviar señales, indicando si una persona se está moviendo. Puede saber cuándo una persona está caminando, corriendo, saltando o marchando.

El equipo de investigación utilizó la impresión 3D para diseñar el dispositivo, que tiene una capa de silicona y un electrodo para capturar la carga. El equipo cree que el dispositivo podría producirse a bajo costo dada "la facilidad de fabricación y la disponibilidad de silicona, ", Dijo Kaner. La silicona se usa ampliamente en la industria, en productos como lubricantes, aislamiento de cables eléctricos e implantes biomédicos, y ahora tiene potencial para la recolección de energía.