利用降雪发电的新设备，贴在鞋底也能用学术资讯

贴在鞋底的薄膜发电设备。

sciencedaily.com网站4月15日报道，美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）的研究人员设计了一种可以利用降雪发电的薄膜式新设备。该设备开创了同类产品的先河，具有价格便宜、体积小、灵活等优点。UCLA研究人员、化学与生物化学、材料科学教授、论文作者Richard Kaner介绍说：“‘雪花’发电机为自供电设备，可以帮助研究人员在偏远地区开展工作。设备非常智能，它不仅可以自供能，还可以像气象站那样告诉用户降雪情况、风速和风向。”研究人员称，设备是一种利用雪摩擦力的摩擦电动纳米发电机（TENG）。摩擦电动纳米发电机通过静电产生电荷，经电子交换产生能量。相关成果发表于《纳米能源》杂志中。

Kaner教授解释道：“静电源于电子‘捕体’和电子‘释体’之间的相互作用。如果能把电荷分隔开，就能产生电能。”雪带正电荷，并容易释放出电子。硅橡胶是一种由硅、氧和碳等元素构成的类合成橡胶，它通常带负电荷。当雪花与硅树脂表面接触时，产生的电荷可以被设备捕集，从而产生电能。UCLA博士后研究员Maher El-Kady补充说：“既然雪是带正电的，那么为什么我们不用另一种带相反电荷的材料来发电呢？虽然雪花倾向于释放电子，但设备的性能取决于其它材料对电子的提取效率。在测试了铝箔和聚四氟乙烯等大量材料后，我们发现硅橡胶的性能最好。”

El-Kady指出，每年冬天，地球表面大约30%的区域会被积雪覆盖。在此期间，积雪大大减少了太阳能电池板可以接收的日照量，限制了电池板的功率输出，降低了它们的工作效率。他认为，将新设备集成到太阳能电池板中，可以在下雪时提供持续的电力供应。此外，该设备还可以用于监测滑雪等冬季运动项目、更精确地评估和提高运动员在跑步、跳跃时的表现。Kaner说，设备具有识别滑雪中主要运动模式的潜力，这是智能手表无法做到的。

研究小组利用3D打印技术设计了发电装置。考虑到硅橡胶制造的便利性和可用性，设备的生产成本可以控制得很低。

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编译：雷鑫宇

审稿：西莫

责编：唐林芳

期刊来源：《纳米能源》

期刊编号：2211-2855

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