Ingeniører fra Sydkorea har opfundet en cementbaseret komposit, der kan bruges i beton til at fremstille strukturer, der genererer og opbevarer elektricitet gennem eksponering for eksterne mekaniske energikilder som fodspor, vind, regn og bølger.
Ved at omdanne strukturer til strømkilder vil cementen knække problemet med det byggede miljø, der forbruger 40% af verdens energi, tror de.
Opbygning af brugere behøver ikke at bekymre sig om at blive elektrokuteret. Tests viste, at en 1% volumen af ledende carbonfibre i en cementblanding var nok til at give cementen de ønskede elektriske egenskaber uden at gå på kompromis med strukturel ydeevne, og den nuværende genererede var langt lavere end det maksimale tilladte niveau for den menneskelige krop.
Forskere inden for mekanisk og civilingeniør fra fra Incheon National University, Kyung Hee University og Korea University udviklede en cementbaseret ledende komposit (CBC) med carbonfibre, der også kan fungere som en triboelektrisk nanogenerator (Teng), en type mekanisk energihøstester.
De designet en lab-skala-struktur og en CBC-baseret kondensator ved hjælp af det udviklede materiale til at teste dets energihøstning og opbevaringsfunktioner.
”Vi ønskede at udvikle et strukturelt energimateriale, der kunne bruges til at opbygge netto-nul energistrukturer, der bruger og producerer deres egen elektricitet,” sagde Seung-Jung Lee, en professor i Incheon National University's Department of Civil and Environmental Engineering.
”Da cement er et uundværligt byggemateriale, besluttede vi at bruge det med ledende fyldstoffer som det centrale ledende element til vores CBC-Teng-system,” tilføjede han.
Resultaterne af deres forskning blev offentliggjort denne måned i tidsskriftet Nano Energy.
Bortset fra energilagring og høstning kunne materialet også bruges til at designe selvfølsomme systemer, der overvåger den strukturelle sundhed og forudsiger den resterende levetid for konkrete strukturer uden nogen ekstern kraft.
”Vores ultimative mål var at udvikle materialer, der gjorde menneskers liv bedre og ikke havde brug for nogen 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-en-energimateriale til netto-nul energistrukturer, ”sagde prof. Lee.
INCHEON National University sagde, at "virker som en rystende start på en lysere og grønnere i morgen!"
Global Construction Review
Posttid: dec-16-2021