Un grupo de científicos han desarrollado un dispositivo único en su tipo que genera electricidad a partir de nada más que el fenómeno natural de las nevadas.

Sobre la base de los principios del efecto triboeléctrico, en el que la carga eléctrica se genera después de que dos materiales entren en contacto entre sí, la nueva tecnología de los investigadores explota el hecho de que las partículas de nieve tienen una carga eléctrica positiva.

Debido a eso, los copos de nieve abandonan los electrones, siempre que tengan la oportunidad de interactuar con la sustancia cargada negativamente, correcta.

Maher El-Kady, un químico de UCLA y de CTO, de una una compañía de investigación llamada Nanotech Energy, dijo en un comunicado:

La nieve ya está cargada, así que pensamos, ¿por qué no traer otro material con la carga opuesta y extraer la carga para generar electricidad?”.

Aprovechando el «poder» de las nevadas

Si bien nadie antes había aprovechado la nieve de esta manera, otros investigadores han hecho cosas similares con otras sustancias.

El dispositivo del equipo es un nanogenerador triboeléctrico basado en la nieve , un material que se basa en el efecto triboeléctrico y la inducción electrostática para cosechar energía.

En los últimos años, los científicos han construido otros tipos de «triboelectric nanogenerators» (TENG) (nanogeneradores triboeléctricos) que recolectan electricidad de las gotas de lluvia, el movimiento físico, la fricción de los neumáticos de los automóviles e incluso el caminar sobre tablas del piso.

Crédito: Warren Wong / Unsplash

En todos estos enfoques, incluido el nuevo snow TENG, el principio es el mismo, incluso si los métodos difieren ligeramente, según los tipos de movimiento y los materiales en juego.

Richard Kaner, químico y científico de materiales de UCLA, dijo en un comunicado:

La electricidad estática se produce a partir de la interacción de un material que captura electrones y otro que abandona los electrones. Uno separa los cargos y crea electricidad a partir de nada”.

Snow TENG: cómo funciona

Con snow TENG, después de diseñar el dispositivo y utilizar la impresión 3D para fabricar el electrodo, midieron su salida eléctrica con una serie de diferentes materiales triboeléctricos que actuaban como capa funcional, y no todos fueron iguales.

El-Kady dijo:

Si bien a la nieve le gusta renunciar a los electrones, el rendimiento del dispositivo depende de la eficiencia del otro material para extraer estos electrones. Después de probar una gran cantidad de materiales, como láminas de aluminio y teflón, encontramos que la silicona produce más carga que cualquier otro material”.

Con el silicio en su lugar como la capa triboeléctrica del dispositivo, la carga eléctrica puede generarse mediante una serie de mecanismos de contacto diferentes, incluida la nieve que cae directamente sobre la capa de silicio, o que se desliza contra ella.

La nieve TENG instalado bajo una bota de senderismo. Crédito: Abdelsalam Ahmed

En otras configuraciones, el equipo probó la capa de silicona que entraba en contacto con la nieve cuando estaba conectada a una rueda de bicicleta, y también debajo de la suela de una bota de senderismo.

Si bien las cantidades de electricidad creadas en los experimentos de prueba no fueron enormes, los investigadores dicen que sería fácil convertir el snow TENG en paneles solares en el futuro, ayudándolos a generar electricidad durante el clima nevado, cuando de otro modo su eficiencia solar disminuya .

Dado que aproximadamente 46 millones de kilómetros cuadrados de la superficie de la Tierra reciben nevadas cada año, existe una gran oportunidad para ampliar la tecnología, que también podría ser utilizada algún día para hacer cosas como la tecnología portátil, o incorporar a sensores de seguimiento biomecánicos.

Tal vez lo más probable es que en el futuro cercano, los investigadores dicen que el snow TENG podría encontrar un hogar en estaciones meteorológicas remotas automáticas instaladas en regiones propensas a la nieve, donde podría medir la tasa de nevadas y la profundidad de la nieve, además de otras funciones meteorológicas, como lectura de dirección y velocidad del viento.

Los hallazgos de la investigación han sido publicados en Nano Energy.