Vergesst Wind und Sonne: Dieser Nanogenerator erzeugt Strom aus Schnee

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Schneereiche Gebiete sind nicht eben ideal für die Gewinnung von Sonnenenergie, denn Solarmodule können natürlich nicht viel bewirken, wenn sie unter einer Schneedecke begraben sind.

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Nun hat ein Team der Universität von Kalifornien in Los Angeles (UCLA) ein neues System entwickelt, das selbst aus Schnee Strom erzeugen kann.

Das Team bezeichnet das neue Gerät als einen auf Schnee basierenden triboelektrischen Nanogenerator, kurz ‘Snow TENG’ genannt. Wie der Name schon sagt, arbeitet es mit dem sogenannten triboelektrischen Effekt, d.h. es nutzt statische Elektrizität, um Spannung durch den Austausch von Elektronen zu erzeugen. Diese Technik wird verwendet, um Generatoren zu schaffen, die Energie aus Körperbewegungen, Touchscreens und sogar Fußschritten auf dem Boden beziehen.

Schnee ist positiv geladen, so dass durch das Reiben gegen ein Material mit der entgegengesetzten Ladung Energie aus ihm gewonnen werden kann. Nach einer umfassenden Testreihe entschied sich das Team für Silikon als das effektivste Material.

Der Snow TENG kann in 3D-Technik hergestellt werden und besteht aus einer Silikonschicht, die an einer Elektrode befestigt ist. Das Team sagt, er könnte in Solarkollektoren integriert werden, so dass sie auch bei Schnee Strom erzeugen können. Dies ähnelt in gewisser Weise einer früheren Hybrid-Solarzelle, die auch Energie aus der Bewegung von Regentropfen auf ihrer Oberfläche gewonnen hat.

Das Problem ist, dass der Snow TENG in seiner derzeitigen Form nur eine ziemlich geringe Menge Strom produziert – er hat nämlich nur eine Leistungsdichte von 0,2 mW pro Quadratmeter. Das bedeutet, dass Sie das nicht wirklich wie ein Solarmodul an das Stromnetz anschließen, aber es könnte kleine, energieautarke Wettersensoren versorgen.

“Das Gerät kann in abgelegenen Gebieten funktionieren, weil es seinen eigenen Strom liefert und keine Batterien benötigt”, sagt Richard Kaner, leitender Autor der Studie. “Es ist ein sehr intelligentes Gerät – eine Wetterstation, die Ihnen sagen kann, wie viel Schnee fällt, in welche Richtung der Schnee fällt, sowie die Windgeschwindigkeit und -Richtung.”

Ein weiteres Anwendungsbeispiele ist die Funktion als Sensor, der an der Unterseite von Schuhen oder Skiern befestigt und zur Datenerfassung für den Wintersport verwendet werden kann.

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