Ingeniører fra Sydkorea har opfundet en cementbaseret komposit, der kan bruges i beton til at lave strukturer, der genererer og lagrer elektricitet gennem eksponering for eksterne mekaniske energikilder som fodtrin, vind, regn og bølger.
Ved at omdanne strukturer til energikilder vil cementen løse problemet med, at det byggede miljø forbruger 40% af verdens energi, mener de.
Bygningsbrugere behøver ikke bekymre sig om at få elektrisk stød. Test viste, at 1% volumen ledende kulfibre i en cementblanding var nok til at give cementen de ønskede elektriske egenskaber uden at gå på kompromis med den strukturelle ydeevne, og den genererede strøm var langt lavere end det maksimalt tilladte niveau for menneskekroppen.
Forskere inden for maskin- og civilingeniørkunst fra Incheon National University, Kyung Hee University og Korea University har udviklet en cementbaseret ledende komposit (CBC) med kulfibre, der også kan fungere som en triboelektrisk nanogenerator (TENG), en type mekanisk energihøster.
De designede en struktur i laboratorieskala og en CBC-baseret kondensator ved hjælp af det udviklede materiale til at teste dets energihøstnings- og lagringsevner.
"Vi ønskede at udvikle et strukturelt energimateriale, der kunne bruges til at bygge netto-nulenergistrukturer, der bruger og producerer deres egen elektricitet," sagde Seung-Jung Lee, professor ved Incheon National Universitys Institut for Byggeri og Miljøteknik.
"Da cement er et uundværligt byggemateriale, besluttede vi at bruge det sammen med ledende fyldstoffer som det centrale ledende element i vores CBC-TENG-system," tilføjede han.
Resultaterne af deres forskning blev offentliggjort denne måned i tidsskriftet Nano Energy.
Udover energilagring og -høstning kan materialet også bruges til at designe selvregistrerende systemer, der overvåger den strukturelle tilstand og forudsiger den resterende levetid for betonkonstruktioner uden ekstern strøm.
"Vores endelige mål var at udvikle materialer, der forbedrede menneskers liv, og som ikke krævede ekstra energi for at redde planeten. Og vi forventer, at resultaterne fra denne undersøgelse kan bruges til at udvide anvendeligheden af CBC som et alt-i-et energimateriale til netto-nulenergistrukturer," sagde professor Lee.
I forbindelse med offentliggørelsen af forskningen udtalte Incheon National University spøgefuldt: "Det virker som en chokerende start på en lysere og grønnere fremtid!"
Global Byggerioversigt
Opslagstidspunkt: 16. dec. 2021