Des chercheurs et collègues de l'UCLA ont conçu un nouvel appareil qui crée de l'électricité à partir de la neige qui tombe. Le premier du genre, cet appareil est bon marché, petit, mince et flexible comme une feuille de plastique.

"L'appareil peut fonctionner dans des zones reculées car il fournit sa propre alimentation et n'a pas besoin de piles, " a déclaré l'auteur principal Richard Kaner, qui est titulaire de la chaire Dr. Myung Ki Hong de l'UCLA en innovation des matériaux. "C'est un appareil très intelligent - une station météo qui peut vous dire combien de neige tombe, la direction dans laquelle tombe la neige, et la direction et la vitesse du vent.

Les chercheurs l'appellent un nanogénérateur triboélectrique à base de neige, ou neige TENG. Un nanogénérateur triboélectrique, qui génère une charge par électricité statique, produit de l'énergie à partir de l'échange d'électrons.

Les résultats sur l'appareil sont publiés dans le journal Nano énergie .

"L'électricité statique résulte de l'interaction d'un matériau qui capte les électrons et d'un autre qui cède des électrons, " dit Kaner, qui est également un éminent professeur de chimie et de biochimie, et de la science et de l'ingénierie des matériaux, et membre du California NanoSystems Institute de l'UCLA. "Vous séparez les charges et créez de l'électricité à partir de rien."

La neige est chargée positivement et cède des électrons. Silicone—un matériau synthétique semblable à du caoutchouc composé d'atomes de silicium et d'atomes d'oxygène, combiné avec du carbone, l'hydrogène et d'autres éléments - est chargé négativement. Lorsque la neige qui tombe entre en contact avec la surface du silicone, qui produit une charge que l'appareil capte, créer de l'électricité.

"La neige est déjà chargée, alors nous avons pensé, pourquoi ne pas apporter un autre matériau avec la charge opposée et extraire la charge pour créer de l'électricité ?", a déclaré le co-auteur Maher El-Kady, un chercheur postdoctoral de l'UCLA en chimie et biochimie.

"Alors que la neige aime céder des électrons, les performances du dispositif dépendent de l'efficacité de l'autre matériau à extraire ces électrons, " a-t-il ajouté. " Après avoir testé un grand nombre de matériaux, notamment des feuilles d'aluminium et du téflon, nous avons constaté que le silicone produit plus de charge que tout autre matériau."

Environ 30 pour cent de la surface de la Terre est recouverte de neige chaque hiver, pendant laquelle les panneaux solaires ne fonctionnent souvent pas, El-Kady a noté. L'accumulation de neige réduit la quantité de lumière solaire qui atteint le panneau solaire, limiter la puissance de sortie des panneaux et les rendre moins efficaces. Le nouveau dispositif pourrait être intégré dans des panneaux solaires pour fournir une alimentation électrique continue lorsqu'il neige, il a dit.

L'appareil peut être utilisé pour surveiller les sports d'hiver, comme le ski, pour évaluer et améliorer plus précisément les performances d'un athlète en course à pied, marcher ou sauter, dit Kaner. Il a également le potentiel d'identifier les principaux schémas de mouvement utilisés en ski de fond, qui ne peut pas être détecté avec une montre intelligente.

Cela pourrait inaugurer une nouvelle génération d'appareils portables auto-alimentés pour suivre les athlètes et leurs performances.

Il peut également envoyer des signaux, indiquant si une personne se déplace. Il peut dire quand une personne marche, fonctionnement, sauter ou marcher.

L'équipe de recherche a utilisé l'impression 3D pour concevoir l'appareil, qui a une couche de silicone et une électrode pour capturer la charge. L'équipe pense que l'appareil pourrait être produit à faible coût étant donné "la facilité de fabrication et la disponibilité du silicone, " a déclaré Kaner. Le silicone est largement utilisé dans l'industrie, dans des produits tels que les lubrifiants, isolation de fils électriques et implants biomédicaux, et il a maintenant le potentiel pour la récupération d'énergie.