한국의 엔지니어들이 콘크리트에 시멘트 기반 복합재를 발명했습니다. 이 복합재는 발걸음, 바람, 비, 파도 등 외부 기계적 에너지원에 노출되어 전기를 생성하고 저장하는 구조물을 만드는 데 사용될 수 있습니다.
그들은 시멘트가 구조물을 에너지원으로 전환함으로써 전 세계 에너지의 40%를 소비하는 건축 환경의 문제를 해결할 수 있을 것이라고 믿습니다.
건물 사용자는 감전 사고를 걱정할 필요가 없습니다. 실험 결과, 시멘트 혼합물에 전도성 탄소 섬유를 1%만 첨가해도 구조적 성능 저하 없이 시멘트에 원하는 전기적 특성을 부여하기에 충분했으며, 생성된 전류는 인체에 허용되는 최대 전류량보다 훨씬 낮았습니다.
인천대학교, 경희대학교, 고려대학교의 기계토목공학과 연구진은 탄소 섬유를 사용한 시멘트 기반 전도성 복합재(CBC)를 개발했습니다. 이 복합재는 일종의 기계적 에너지 수확기인 마찰전기 나노발전기(TENG)로도 작동할 수 있습니다.
그들은 개발된 소재를 사용하여 실험실 규모의 구조와 CBC 기반 커패시터를 설계하여 에너지 수확 및 저장 기능을 테스트했습니다.
인천대학교 토목환경공학과 이승정 교수는 "자체적으로 전기를 사용하고 생산하는 탄소 제로 에너지 구조물을 만드는 데 사용할 수 있는 구조적 에너지 소재를 개발하고 싶었습니다."라고 말했습니다.
그는 "시멘트는 필수적인 건설 자재이기 때문에 CBC-TENG 시스템의 핵심 전도성 요소로 전도성 필러와 함께 사용하기로 결정했습니다."라고 덧붙였습니다.
이들의 연구 결과는 이번 달 나노 에너지 저널에 게재되었습니다.
에너지 저장 및 수확 외에도 이 소재는 외부 전력 없이 콘크리트 구조물의 구조적 건강을 모니터링하고 남은 수명을 예측하는 자체 감지 시스템을 설계하는 데 사용될 수 있습니다.
이 교수는 "저희의 궁극적인 목표는 사람들의 삶을 개선하고 지구를 살리기 위해 추가 에너지가 필요하지 않은 소재를 개발하는 것이었습니다. 이번 연구 결과는 CBC가 넷제로 에너지 구조물을 위한 일체형 에너지 소재로서 그 적용 가능성을 확대하는 데 활용될 수 있을 것으로 기대합니다."라고 말했습니다.
인천대학교는 이 연구를 홍보하면서 "더 밝고 푸른 미래를 향한 충격적인 시작인 듯합니다!"라고 농담을 건넸습니다.
글로벌 건설 리뷰
게시 시간: 2021년 12월 16일