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冬になると、太陽光発電が厳しくなることがあります。それは、赤道線から遠く離れた地域を中心に日が短くなるからだけではなく、ちょっと雪が降っただけでも太陽光パネルの効率性が低下することにも関係しているといえるでしょう。

そんななか、長い冬のあいだも雪を活用して電力を生成する摩擦帯電型ナノ発電機を開発したのはUCLA、トロント大学、マクマスター大学、コネチカット大学による連携プロジェクト。雪の性質を活用して、電子の交換からエネルギーを生成する｢Snow-TENG｣という技術が生み出されました。

摩擦帯電は、身近なところでいうと静電気現象の一種。冬の乾燥した日にエレベーターのボタンを押そうとしたときにパチッとなるのと同じようなサイエンスが働いているといいます。

雪は、地上に舞い降りるにつれて正に帯電して電子を放つ準備ができている状態となります。研究者らがあらゆる素材を使ってテストしたところ、雪の結晶と接触したとき最も効率的に発電できるのはシリコンの負の電荷であることがわかりました。

このシリコンは安く入手できて、3Dプリントも可能とのこと。またシリコンに加えて、非金属の電極が用いられているため柔軟性、伸縮性、耐性にも優れているのだそう。電源内蔵式であることから充電の必要もなく、太陽光パネルに設置すれば、たとえ雪に覆われても発電することが可能になります。

さらに、発電以外の用途も期待できます。たとえば小型気象センサーとして、積雪量、積算深度、風向を測定したり、ウィンタースポーツでのウェアラブルセンサーとして、アスリートの動きを記録してインサイトを出すといった活用の仕方もできるようです。

今回の研究論文は、Nano Energy Journalに掲載されています。地球温暖化の影響によって、吹雪の回数は減るにしても、その激しさは増すことが予測されているなか、新たな発電方法として期待が高まります。