最新设备可利用积雪发电？UCLA研究出积雪式摩擦奈米发电机

大部分电池在低温环境下运作效能低落，于是加州大学洛杉矶分校（UCLA）研究人员设计出结合摩擦奈米发电机、利用积雪来发电的超薄设备，可以集成到太阳能电池板中，如此一来就算遇到大雪也有另一种方法可以继续提供电力。

摩擦起电在自然界中是很常见的现象，梳头发、冬天穿脱毛衣时都会发生，而摩擦奈米发电机（Triboelectric Nanogenerator，TENG）就是应运而生的一种设备，据科技部解释，TENG 最早是 2012 年由美国乔治亚理工学院王中林教授所研发。

摩擦奈米发电机是透过交换静电产生的电荷产生能量，而加州大学洛杉矶分校（UCLA）化学与生物化学助理研究员 Maher El-Kady 指出：积雪其实是种不断丢失电子所以带正电的物质，既然如此，我们何不制造一种带相反电荷的材料设备，利用电荷交换产生电力？

sbf胜博网研究团队便基于积雪带正电的原理，设计了带负电的硅氧树脂（polymerized siloxanes，俗称 Silicone）材料，如此一来，当落雪接触树脂表面并摩擦掉落时，就会发生电荷交换，进而产生电能。

选择硅氧树脂也有学问在内，由于摩擦奈米发电机的性能取决于材料提取电子的效率，所以在团队测试了铝箔、聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethylene，PTFE）等大量材料后，他们发现硅氧树脂产生的电荷比其他材料都还要多，且以此制成的原型设备非常薄但柔韧、价格便宜。

每年冬天，地球表面约 30% 地区被大雪覆盖，积雪堆在太阳能电池板上导致它们英雄无用武之地，有些解决方法比如研发太阳能追日系统，透过旋转电池板抖掉积雪，以维持太阳能电池板功率输出。

而加州大学洛杉矶分校的这种新设备可以直接集成到太阳能电池板中，当电池板因积雪无法接收阳光发电时，还有另一种积雪摩擦发电的管道，与之前中国苏州大学团队研发结合奈米摩擦发电机、使电池板在雨天也能摩擦发电的新型太阳能板，有异曲同工之妙。

积雪式摩擦奈米发电机除了与太阳能电池板结合，也可以引入新一代自供电可穿戴设备，用来追踪穿戴者的表现，或者充当判断一个人是否正在移动、走路还是跑步的讯号发送源。

转载于:https://juejin.im/post/5cb6edac6fb9a068b65e247a

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