Tehnoloģijas atver jaunu skatu uz enerģijas ieguvi pat no tā, kas agrāk šķita fantastika. Koksnes, naftas, gāzes un akmeņogļu dedzināšana enerģijas ieguvē ar laiku aizies vēsturē.
Mūsdienās mēs jau zinām un lietojam elektrību, kura iegūta no Saules enerģijas, no vēja, no viļņu kustības, no Zemes dzīļu siltuma. Tas mums jau ir ikdiena un pierasta lieta. Ar katru gadu zinātnieki izdomā un atrod jaunus veidus kā iegūt elektrību no atjaunojamiem dabas resursiem.
Iepazīstināsim savus lasītājus par to kā elektrību var iegūt no krītoša sniega. Šo atklājumu veica ASV Kalifornijas universitātes Losandželosā zinātnieki.
Uzziņai:
Kalifornijas Universitāte Losandželosā (angļu: University of California, Los Angeles; (UCLA)) ir uz pētniecību orientēta publiska universitāte. Tā atrodas ASV Losandželosā, Kalifornijas štatā. UCLA tiek uzskatīta par vienu no prestižākajām universitātēm visā pasaulē. Universitāte tika dibināta 1919. gadā. Pasaules universitāšu akadēmiskajā reitingā 2018. gadā UCLA ieņēma 15. vietu.
UCLA zinātnieki ir izstrādājuši jaunu ierīci, kas rada elektrību no krītoša sniega. Šī ierīce ir pirmā šāda veida ierīce, kas ir lēta, maza, plāna un elastīga kā plastmasas loksne.
Ierīce var darboties attālos apgabalos, jo tā nodrošina savu elektrisko jaudu un tai nav vajadzīgas baterijas. Viens no ierīces izmantošanas mērķiem var būt meteoroloģiskās stacijas darbības nodrošināšana – tā var pateikt, cik daudz sniega krīt, kādā virzienā krīt sniegs, kā arī vēja virzienu un ātrumu.
Zinātnieki šo jauno tehnoloģiju ir nosaukuši par sniega bāzes triboelektrisko nanoģeneratoru vai sniega TENG. Triboelektriskais nanoģenerators ģenerē lādiņu ar statiskās elektrības palīdzību un ražo enerģiju no elektronu apmaiņas. Statiskā elektrība rodas, mijiedarbojoties vienam materiālam, kas uztver elektronus, un citam, kas atdod elektronus. TENG atdala lādiņus un veido elektrību būtībā no nekā. Sniegs ir pozitīvi uzlādēts un atdod elektronus. Silikons — sintētisks gumijai līdzīgs materiāls, kas sastāv no silīcija atomiem un skābekļa atomiem, apvienojumā ar oglekli, ūdeņradi un citiem elementiem — ir negatīvi uzlādēts. Krītot sniegam, tas saskaras ar silikona virsmu, kas rada lādiņu, ko ierīce uztver, radot elektrību.
Sniega TENG izgudrošana sākās ar to, ka zinātnieki jau iepriekš zināja, ka krītošs sniegs vienmēr ir uzlādēts, tāpēc bija jārod risinājums atrast citu materiālu ar pretēju lādiņu un izvilkt lādiņu, lai radītu elektrību. Lai gan sniegam patīk atteikties no elektroniem, ierīces veiktspēja ir atkarīga no cita materiāla efektivitātes šos elektronus uzņemt. Kad zinātnieki pārbaudīja lielu skaitu dažādu materiālu, tostarp alumīnija folijas un teflona, tie atklāja, ka silikons rada visvairāk lādiņu nekā jebkurš cits materiāls.
Katru ziemu aptuveni 30% no Zemes virsmas klāj sniegs, un šajā laikā saules paneļi bieži nedarbojas. Sniega uzkrāšanās samazina Saules gaismas daudzumu, kas sasniedz saules paneli, ierobežojot paneļu jaudu un padarot tos mazāk efektīvus. Zinātnieki uzskata, ka jauno ierīci varētu integrēt saules paneļos, lai nodrošinātu nepārtrauktu strāvas padevi sniega laikā.
Ierīci var izmantot arī ziemas sporta veidu, piemēram, slēpošanas, uzraudzībai, lai precīzāk novērtētu un uzlabotu sportista sniegumu skrienot, ejot vai lecot. Tam ir arī potenciāls identificēt galvenos distanču slēpošanā izmantotos kustību modeļus, kurus nevar noteikt ar viedo pulksteni. Tas varētu ieviest jaunas paaudzes pašdarbināmas valkājamas ierīces sportistu un viņu snieguma izsekošanai. Tas var arī nosūtīt signālus, norādot, vai cilvēks pārvietojas. Tas var noteikt, kad cilvēks staigā, skrien, lec vai soļo.
Zinātnieku komanda uzskata, ka ierīci varētu ražot par zemām izmaksām, ņemot vērā izgatavošanas vienkāršību un silikona pieejamību. Silikons tiek plaši izmantots rūpniecībā un tagad tam ir enerģijas ieguves potenciāls.
Lai gan bezmaksas enerģija vienmēr ir patīkama, ir svarīgi uzsvērt, ka sniega TENG ir vairāk koncepcijas pierādījums, nevis revolucionārs jaunas tehnoloģijas elements. Patreiz radītā ierīce spēj izvadīt 0,2 milivatus elektriskas enerģijas jaudu uz 1 m² . Salīdzinājumam, saules panelis 1 m² platībā pie labas Saules gaismas var radīt aptuveni 150 – 200 vatus elektriskās enerģijas jaudas. Tātad šobrīd krītošs sniegs ir aptuveni 85 000 reižu mazāk jaudīgs elektrības ražošanā nekā Saule. Tomēr ierīce jau pašlaik darbojas kā pašdarbināms kustības un laikapstākļu sensors, un, iespējams, tehnoloģiju var uzlabot, lai radītu vairāk elektroenerģijas.
Kopumā sniega TENG parāda, cik daudz enerģijas slēpjas mūsu ikdienas vides fonā.
