Ingenieure aus Südkorea haben einen Verbundwerkstoff auf Zementbasis erfunden, der in Beton verwendet werden kann, um Strukturen herzustellen, die Strom erzeugen und speichern, indem externe mechanische Energiequellen wie Schritte, Wind, Regen und Wellen ausgesetzt sind.
Durch das Umwandeln von Strukturen in Stromquellen wird der Zement das Problem der gebauten Umgebung knacken, die 40% der weltweiten Energie verbraucht, glauben sie.
Gebäudebenutzer müssen sich keine Sorgen machen, um elektrisch zu werden. Tests zeigten, dass ein Volumen von 1% leitenden Kohlenstofffasern in einer Zementmischung ausreichte, um dem Zement die gewünschten elektrischen Eigenschaften ohne beeinträchtige strukturelle Leistung zu verleihen, und der erzeugte Strom war weitaus niedriger als das maximal zulässige Niveau für den menschlichen Körper.
Forscher in Maschinenbau und Bauingenieurwesen von der Incheon National University, der Kyung Hee University und der Korea University entwickelten einen zementbasierten leitenden Komposit (CBC) mit Kohlenstofffasern, die auch als Triboelektrikum Nanogenerator (Teng) fungieren können, eine Art mechanischer Energieernte.
Sie entwarfen eine Struktur im Labormaßstab und einen CBC-basierten Kondensator, der das entwickelte Material unterhielt, um seine Energieernte- und Lagerfunktionen zu testen.
"Wir wollten ein strukturelles Energiematerial entwickeln, mit dem Netto-Null-Energiestrukturen aufgebaut werden konnten, die ihren eigenen Strom verwenden und produzieren", sagte Seung-Jung Lee, Professor der Abteilung für Zivil- und Umwelttechnik der Incheon National University.
„Da Cement ein unverzichtbares Baumaterial ist, haben wir beschlossen, es mit leitfähigen Füllstoffen als Kernleitungselement für unser CBC-TENG-System zu verwenden“, fügte er hinzu.
Die Ergebnisse ihrer Forschung wurden diesen Monat in der Zeitschrift Nano Energy veröffentlicht.
Abgesehen von der Energiespeicherung und der Ernte könnte das Material auch zum Entwerfen von Selbstsensersystemen verwendet werden, die die strukturelle Gesundheit überwachen und die verbleibende Lebensdauer von Betonstrukturen ohne externe Kraft vorhersagen.
„Unser ultimatives Ziel war es, Materialien zu entwickeln, die das Leben der Menschen verbessern und keine zusätzliche Energie benötigten, um den Planeten zu retten. Und wir erwarten, dass die Ergebnisse dieser Studie verwendet werden können, um die Anwendbarkeit von CBC als All-in-One-Energiematerial für Netto-Null-Energiestrukturen zu erweitern “, sagte Prof. Lee.
Die Incheon National University veröffentlichen die Forschung und witzelte: „Scheint ein erstaunlicher Start für ein helleres und grüneres Morgen zu sein!“
Global Construction Review
Postzeit: Dec-16-2021