Gli ingegneri sudcoreani hanno inventato un composito a base di cemento che può essere utilizzato nel calcestruzzo per realizzare strutture che generano e immagazzinano elettricità attraverso l'esposizione a fonti di energia meccanica esterna come passi, vento, pioggia e onde.
Trasformando le strutture in fonti di energia, il cemento risolverà il problema dell'ambiente edificato che consuma il 40% dell'energia mondiale, ritengono.
Gli utenti dell'edificio non devono preoccuparsi di essere folgorati. I test hanno dimostrato che un volume dell'1% di fibre di carbonio conduttive in una miscela di cemento era sufficiente a conferire al cemento le proprietà elettriche desiderate senza comprometterne le prestazioni strutturali, e la corrente generata era di gran lunga inferiore al livello massimo consentito per il corpo umano.
I ricercatori di ingegneria meccanica e civile dell'Università nazionale di Incheon, dell'Università di Kyung Hee e dell'Università della Corea hanno sviluppato un composito conduttivo a base di cemento (CBC) con fibre di carbonio che può anche fungere da nanogeneratore triboelettrico (TENG), un tipo di raccoglitore di energia meccanica.
Hanno progettato una struttura su scala di laboratorio e un condensatore basato su CBC utilizzando il materiale sviluppato per testarne le capacità di raccolta e stoccaggio dell'energia.
"Volevamo sviluppare un materiale energetico strutturale che potesse essere utilizzato per costruire strutture a energia netta zero che utilizzano e producono la propria elettricità", ha affermato Seung-Jung Lee, professore presso il Dipartimento di Ingegneria civile e ambientale dell'Università nazionale di Incheon.
"Dato che il cemento è un materiale da costruzione indispensabile, abbiamo deciso di utilizzarlo con riempitivi conduttivi come elemento conduttivo principale per il nostro sistema CBC-TENG", ha aggiunto.
I risultati della loro ricerca sono stati pubblicati questo mese sulla rivista Nano Energy.
Oltre all'accumulo e alla raccolta di energia, il materiale potrebbe essere utilizzato anche per progettare sistemi auto-rilevanti che monitorano lo stato di salute strutturale e prevedono la durata residua di vita utile delle strutture in calcestruzzo senza alcuna alimentazione esterna.
"Il nostro obiettivo finale era sviluppare materiali che migliorassero la vita delle persone e non richiedessero ulteriore energia per salvare il pianeta. E ci aspettiamo che i risultati di questo studio possano essere utilizzati per ampliare l'applicabilità del CBC come materiale energetico "tutto in uno" per strutture a energia netta zero", ha affermato il Prof. Lee.
Pubblicizzando la ricerca, l'Università Nazionale di Incheon ha commentato: "Sembra un inizio sensazionale verso un domani più luminoso e verde!"
Global Construction Review
Data di pubblicazione: 16-12-2021