Para saintis dari UCLA telah mereka-bentuk peranti baharu yang dapat menjana elektrik daripada salji – peranti pertama yang dapat melakukannya. Peranti ini murah, kecil, nipis dan fleksibel seperti sekeping plastik.

“Peranti ini boleh berfungsi di kawasan terpencil kerana ia mempunyai kuasa sendiri dan tidak memerlukan bateri,” kata Richard Kaner. “Ia adalah peranti yang sangat pintar – sebuah peranti yang dapat memberitahu anda berapa banyak salji yang jatuh, arah salji jatuh, dan arah dan kelajuan angin.”

Para saintis menyebutnya nanogenerator triboelektrik berasaskan salji, atau salji TENG. Nanogenerator triboelektrik yang menjana caj melalui elektrik static dapat menghasilkan tenaga daripada pertukaran elektron. Penemuan mengenai peranti ini diterbitkan dalam jurnal Nano Energy.

“Elektrik statik berlaku daripada interaksi satu bahan yang menangkap elektron dan satu bahan lagi yang melepaskan elektron,” kata Kaner, yang juga seorang profesor kimia dan biokimia, serta sains dan kejuruteraan bahan, dan seorang ahli Institut NanoSystems California di UCLA.

Salji bercaj positif dan akan melepaskan elektron. Silikon pula – bahan seperti getah tiruan yang terdiri daripada atom silikon dan atom oksigen yang digabungkan dengan karbon, hidrogen dan unsur-unsur lain – merupakan caj negatif. Apabila salji yang jatuh bersentuhan dengan permukaan silikon, elektrik dapat dijana apabila silicon menangkap electron daripada salji tersebut.

Walaupun kepingan salji melepaskan elektron, prestasi peranti bergantung kepada kecekapan bahan untuk mengekstrak elektron daripada kepingan salji ini. Selepas menguji sejumlah besar bahan termasuk foil aluminium dan Teflon, kami mendapati bahawa silikon menghasilkan lebih banyak caj daripada mana-mana bahan lain.”

Kira-kira 30% permukaan bumi diliputi salji setiap musim sejuk dan panel solar sering gagal berfungsi. Pengumpulan salji telah mengurangkan jumlah cahaya matahari untuk mencapai panel solar. Hal ini akan mengehadkan output kuasa panel dan menjadikannya kurang berkesan. Peranti baru itu boleh diintegrasikan ke dalam panel solar untuk menyediakan bekalan elektrik yang berterusan ketika turunnya salji.

Peranti ini boleh digunakan untuk memantau sukan musim sejuk seperti ski untuk menilai dengan lebih tepat dan meningkatkan prestasi atlit ketika berjalan, berjalan atau melompat. Ia juga berpotensi untuk mengenal pasti corak utam pergerakan yang digunakan dalam ski bersilang negara yang tidak dapat dikesan oleh jam pintar (smart watch). Ia juga boleh menghantar isyarat menunjukkan sama ada seseorang sedang bergerak. Ia boleh memberitahu apabila seseorang berjalan, berlari, melompat atau berbaris.

Pasukan saintis ini menggunakan percetakan 3-D untuk mereka-bentuk peranti tersebut yang mempunyai lapisan silikon dan elektrod untuk menangkap caj elektron. Para saintis tersebut percaya peranti itu boleh dihasilkan dengan kos rendah kerana mudah untuk dibuat dan sumber silikon yang banyak. Silikon digunakan secara meluas dalam industri dan produk seperti pelincir, penebat dawai elektrik dan implan biomedikal, dan kini mempunyai potensi untuk menuai tenaga.

RUJUKAN:

1. Ahmed, A., Hassan, I., Mosa, I. M., Elsanadidy, E., Phadke, G. S., El-Kady, M. F., … & Kaner, R. B. (2019). All printable snow-based triboelectric nanogenerator. Nano Energy.
2. University of California – Los Angeles. (2019, April 15). Best in snow: New scientific device creates electricity from snowfall: The first-of-its-kind nanogenerator also acts as a weather station. ScienceDaily. Retrieved July 4, 2019 from www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190415160820.htm
3. Headline: Best in snow: New scientific device creates electricity from snowfall. Link: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/04/190415160820.htm Source: Science Daily / University of California – Los Angeles