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신재생에너지/신기술

눈을 이용하여 발전하는 기술 탄생(Snow-TENG)

by KaNonx카논 2020. 1. 3.
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  summary


 1. 눈과의 마찰력으로 발전하는 Snow-TENG


 2. 정전기가 튀는 현상과 같은 원리로 발전을 함


 3. 원료가 되는 실리콘은 싸게 구할 수가 있으며, 

     기존 태양광 패널에 붙여서 발전도 가능함.

 4. 제곱미터 당 전력 밀도는 0.2mW로 낮은 것이 문제이나 

     소형 자체 전원식 기상 센서를 만드는 것은 가능


     source - https://newatlas.com/snow-teng-generator/59311/

     date - 2019.04.22 20:00


 눈을 이용하여 발전하는 기술 탄생(Snow-TENG)

雪を使って発電する技術が誕生





 




지속기능하며 매우 경제적인 Snow-TENG


겨울이 되면 태양광 발전이 어려워질 수 있습니다. 

그것은 적도에서 멀리 떨어진 지역을 중심으로 

해가 짧아지기 때문만이 아니라, 

조금 눈이 내리는 것 만으로도 태양광 패널의 효율성이 저하되는 것과 관련이 있다고 할 수 있겠지요.


그런 가운데, 긴 겨울 동안도 눈을 활용해 

전력을 생산하는 마찰 전기형 나노발전기를 개발한 UCLA, 토론토 대학, 맥 매스터 대학, 코네티컷 대학의 연계 프로젝트. 


눈의 성질을 활용하여 에너지를 생성하는 'Snow-TENG'

이라는 기술이 만들어졌습니다.





 



마찰 전기는 쉽게 말하자면, 정전기 현상의 일종. 


겨울의 건조한 날에 엘리베이터의 버튼을 누를때 타닥하고


 따끔하게 정전기가 튀는 현상과 같은 원리라고 합니다.





눈이 지상에 내려음으로 대전되어, 전자를 풀어놓을 준비 상태가 됩니다.


연구자들이 모든 소재를 사용하여 테스트한 결과, 



눈송이와 접촉했을 때 가장 효율적으로 발전 할 수 있는 소재는 


실리콘의 음전하라는 것을 알 수 있었습니다.


이 실리콘은 싸게 구할 수 있고, 3D 프린트도 가능하다고 합니다.



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또한 실리콘 이외에 비금속 전극이 이용되고 있기 때문에 유연성, 신축성 및 내구성이 우수하며,


 전원 내장형이기 때문에 충전이 필요없이 태양광 패널에 설치하면, 눈에 덮이더라도 발전 할 수 있습니다.



또한 발전 이외의 용도도 기대할 수 있습니다. 


예를 들어 소형 기상 센서로, 적설량, 적산 심도(積算深度), 풍향 등을 측정하고, 


겨울에 착용 할 수 있는 센서로써 선수의 움직임을 기록하고 


데이터를 파악하는 등의 활용 방법으로도 활용이 가능합니다.


이번 연구 논문은 Nano Energy Journal 에 게재되어 있습니다.



지구 온난화의 영향으로 눈보라의 횟수는 감소해도 그 격렬함은 증가 할 것으로 예상되고 있는 가운데, 


새로운 발전 방식으로 기대가 높아집니다.




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눈은 양 전하로 충전되므로 반대인 음 전하로 된 물질을 문지르면 에너지를 끌어낼 수 있습니다. 


종합적인 일련의 테스트 후, 연구 팀은 실리콘을 가장 효과적인 재료로 정했습니다.



3D 인쇄가 가능한 Snow TENG은 전극에 실리콘 층이 부착되어 있습니다. 


이 연구팀은 Snow TENG을 태양 전지판에 통합 할 수 있어 눈으로 덮여있을 때에도 전기를 계속 생산할 수 있으며,


 표면에 빗방울이 이동하여 에너지를 수확 하는 초기 하이브리드 태양전지와 비슷하다고 밝혔습니다.



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문제는 Snow TENG가 현재 형태로 아주 적은 양의 전기를 생산한다는 것입니다. 


제곱미터 당 전력 밀도는 0.2mW입니다. 


즉, 태양 전지판과 같이 그리드에 실제로 연결하지는 않지만 소형 자체 전원식 기상 센서를 만들 수 있습니다.



수석연구자인 Richard Kaner는


“이 장치는 자체 전원을 공급하고 배터리가 필요하지 않기 때문에 


격오지에서도 작동 할 수 있는 것은 물론, 눈이 얼마나 많이 내리는지, 


눈이 내리는 방향, 바람의 방향과 속도를 알려주는 기상 관측도 가능할 것이다."라고 이야기하였습니다.



https://newatlas.com/snow-teng-generator/59311/



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