Dél-koreai mérnökök feltaláltak egy cement alapú kompozitot, amely betonban használható olyan szerkezetek létrehozására, amelyek külső mechanikai energiaforrásoknak, például lépéseknek, szélnek, esőnek és hullámoknak kitéve elektromosságot termelnek és tárolnak.
Úgy vélik, hogy az építmények energiaforrásokká alakításával a cement megoldhatja az épített környezet problémáját, amely a világ energiájának 40%-át fogyasztja.
Az épülethasználóknak nem kell aggódniuk az áramütés miatt. A tesztek kimutatták, hogy a cementkeverékben lévő 1 térfogatszázaléknyi vezetőképes szénszál elegendő ahhoz, hogy a cement elérje a kívánt elektromos tulajdonságokat a szerkezeti teljesítmény veszélyeztetése nélkül, és a keletkező áram jóval alacsonyabb volt, mint az emberi test számára megengedett maximális szint.
Az Incheon Nemzeti Egyetem, a Kyung Hee Egyetem és a Koreai Egyetem gépész- és építőmérnöki kutatói egy cement alapú, szénszálas vezetőképes kompozitot (CBC) fejlesztettek ki, amely triboelektromos nanogenerátorként (TENG), egyfajta mechanikus energiagyűjtőként is működhet.
A kifejlesztett anyag felhasználásával egy laboratóriumi méretű szerkezetet és egy CBC-alapú kondenzátort terveztek, hogy teszteljék annak energiagyűjtő és -tárolási képességeit.
„Olyan szerkezeti energiahordozót szerettünk volna kifejleszteni, amely felhasználható nettó nulla energiaigényű szerkezetek építésére, amelyek saját maguk termelik és használják az elektromos áramot” – mondta Seung-Jung Lee, az Incheoni Nemzeti Egyetem Építőmérnöki és Környezetmérnöki Tanszékének professzora.
„Mivel a cement nélkülözhetetlen építőanyag, úgy döntöttünk, hogy vezetőképes töltőanyagokkal együtt használjuk a CBC-TENG rendszerünk magvezető elemeként” – tette hozzá.
Kutatásuk eredményeit ebben a hónapban tették közzé a Nano Energy folyóiratban.
Az energiatárolás és -hasznosítás mellett az anyag felhasználható önérzékelő rendszerek tervezésére is, amelyek külső energiaellátás nélkül figyelik a szerkezeti állapotot és előrejelzik a betonszerkezetek fennmaradó élettartamát.
„Végső célunk az volt, hogy olyan anyagokat fejlesszünk ki, amelyek jobbá teszik az emberek életét, és nem igényelnek extra energiát a bolygó megmentéséhez. És arra számítunk, hogy a tanulmány eredményei felhasználhatók a CBC alkalmazhatóságának bővítésére, mint egy komplett energiahordozó a nettó nulla energiaigényű szerkezetekhez” – mondta Lee professzor.
A kutatást ismertetve az Incheoni Nemzeti Egyetem így tréfálkozott: „Úgy tűnik, ez egy döbbenetes kezdet egy fényesebb és zöldebb holnap felé!”
Globális Építőipari Szemle
Közzététel ideje: 2021. dec. 16.