Инженери от Южна Корея са изобретили композит на циментова основа, който може да се използва в бетон за изграждане на конструкции, генериращи и съхраняващи електричество чрез излагане на външни механични енергийни източници като стъпки, вятър, дъжд и вълни.
Те вярват, че превръщайки структурите в източници на енергия, циментът ще реши проблема със застроената среда, която консумира 40% от енергията в света.
Потребителите на сгради не трябва да се притесняват от токов удар. Тестовете показаха, че 1% обем проводими въглеродни влакна в циментова смес е достатъчен, за да придаде на цимента желаните електрически свойства, без да се компрометира структурната ефективност, а генерираният ток е далеч по-нисък от максимално допустимото ниво за човешкото тяло.
Изследователи в областта на машиностроенето и строителното инженерство от Националния университет Инчон, университета Кюнг Хи и Корейския университет разработиха проводим композит (CBC) на циментова основа с въглеродни влакна, който може да действа и като трибоелектричен наногенератор (TENG) - вид механичен енергиен комбайн.
Те са проектирали лабораторна структура и кондензатор на базата на CBC, използвайки разработения материал, за да тестват възможностите му за събиране и съхранение на енергия.
„Искахме да разработим структурен енергиен материал, който може да се използва за изграждане на структури с нулево нетно потребление на енергия, които използват и произвеждат собствена електроенергия“, каза Сеунг-Джунг Лий, професор в катедрата по гражданско и екологично инженерство на Националния университет в Инчон.
„Тъй като циментът е незаменим строителен материал, решихме да го използваме с проводими пълнители като основен проводим елемент за нашата CBC-TENG система“, добави той.
Резултатите от тяхното изследване бяха публикувани този месец в списанието Nano Energy.
Освен за съхранение и събиране на енергия, материалът може да се използва и за проектиране на самочувствителни системи, които следят структурното състояние и прогнозират оставащия експлоатационен живот на бетонните конструкции без външно захранване.
„Нашата крайна цел беше да разработим материали, които да подобрят живота на хората и да не се нуждаят от допълнителна енергия, за да спасят планетата. Очакваме, че резултатите от това проучване могат да бъдат използвани за разширяване на приложимостта на CBC като енергиен материал „всичко в едно“ за структури с нулево нетно потребление на енергия“, каза проф. Лий.
Публикувайки изследването, Националният университет в Инчон се пошегува: „Изглежда като стряскащо начало на едно по-светло и по-зелено утре!“
Глобален преглед на строителството
Време на публикуване: 16 декември 2021 г.