Eteläkorealaiset insinöörit ovat keksineet sementtipohjaisen komposiitin, jota voidaan käyttää betonissa sellaisten rakenteiden valmistukseen, jotka tuottavat ja varastoivat sähköä altistumalla ulkoisille mekaanisille energialähteille, kuten askelille, tuulelle, sateelle ja aalloille.
Muuttamalla rakenteet energianlähteiksi sementti ratkaisee heidän mielestään rakennetun ympäristön ongelman, joka kuluttaa 40 prosenttia maailman energiasta.
Rakennusten käyttäjien ei tarvitse huolehtia sähköiskusta. Testit osoittivat, että 1 % johtavia hiilikuituja sementtiseoksessa riitti antamaan sementille halutut sähköiset ominaisuudet vaarantamatta rakenteellista suorituskykyä, ja syntyvä virta oli huomattavasti pienempi kuin ihmiskeholle sallittu enimmäistaso.
Incheonin kansallisen yliopiston, Kyung Heen yliopiston ja Korean yliopiston kone- ja rakennustekniikan tutkijat kehittivät sementtipohjaisen, hiilikuiduista valmistetun johtavan komposiitin (CBC), joka voi toimia myös triboelektrisenä nanogeneraattorina (TENG), eräänlaisena mekaanisen energiankerääjänä.
He suunnittelivat laboratoriomittakaavan rakenteen ja CBC-pohjaisen kondensaattorin käyttämällä kehitettyä materiaalia testatakseen sen energiankeruu- ja varastointikykyjä.
”Halusimme kehittää energiatehokkaan rakennemateriaalin, jota voitaisiin käyttää rakentamaan nollaenergiarakenteita, jotka käyttävät ja tuottavat omaa sähköään”, sanoi Seung-Jung Lee, professori Incheonin kansallisen yliopiston rakennus- ja ympäristötekniikan laitoksella.
”Koska sementti on välttämätön rakennusmateriaali, päätimme käyttää sitä johtavien täyteaineiden kanssa CBC-TENG-järjestelmämme ydinelementtinä”, hän lisäsi.
Tutkimustulokset julkaistiin tässä kuussa Nano Energy -lehdessä.
Energian varastoinnin ja keräämisen lisäksi materiaalia voitaisiin käyttää myös itsetunnistavien järjestelmien suunnitteluun, jotka valvovat rakenteellista kuntoa ja ennustavat betonirakenteiden jäljellä olevan käyttöiän ilman ulkoista virransyöttöä.
”Perimmäisenä tavoitteenamme oli kehittää materiaaleja, jotka parantavat ihmisten elämää eivätkä vaadi ylimääräistä energiaa planeetan pelastamiseksi. Odotamme, että tämän tutkimuksen tuloksia voidaan käyttää CBC:n sovellettavuuden laajentamiseen kokonaisvaltaisena energiamateriaalina nettonollaenergiarakenteissa”, sanoi professori Lee.
Incheonin kansallinen yliopisto totesi tutkimuksen julkistamisen yhteydessä: ”Vaikuttaa järkyttävältä alulta kohti kirkkaampaa ja vihreämpää huomista!”
Globaali rakennuskatsaus
Julkaisun aika: 16.12.2021