Ingenieurs uit Zuid-Korea hebben een op cement gebaseerd composiet uitgevonden dat in beton kan worden gebruikt om structuren te maken die elektriciteit genereren en opslaan door blootstelling aan externe mechanische energiebronnen zoals voetstappen, wind, regen en golven.
Door structuren in stroombronnen te veranderen, zal het cement het probleem kraken van de gebouwde omgeving die 40% van de energie van de wereld consumeert, geloven ze.
Gebouwen gebruikers hoeven zich geen zorgen te maken over geëlektrocuteerd. Tests toonden aan dat een volume van 1% geleidende koolstofvezels in een cementmengsel voldoende was om het cement de gewenste elektrische eigenschappen te geven zonder de structurele prestaties in gevaar te brengen, en de gegenereerde stroom was veel lager dan het maximaal toegestane niveau voor het menselijk lichaam.
Onderzoekers in mechanische en civiele techniek van de Intecheon National University, Kyung Hee University en Korea University ontwikkelden een op cement gebaseerde geleidingscomposiet (CBC) met koolstofvezels die ook kunnen fungeren als een tribo-elektrische nanogenerator (Teng), een soort mechanische energiehoogster.
Ze ontwierpen een lab-schaalstructuur en een CBC-gebaseerde condensator met behulp van het ontwikkelde materiaal om zijn energieopvang- en opslagmogelijkheden te testen.
"We wilden een structureel energiemateriaal ontwikkelen dat kon worden gebruikt om netto-nul-energiestructuren te bouwen die hun eigen elektriciteit gebruiken en produceren," zei Seung-Jung Lee, een professor aan het ministerie van Burgerlijke en Milieutechniek van de Incheon National University.
"Omdat cement een onmisbaar bouwmateriaal is, hebben we besloten om het te gebruiken met geleidende vulstoffen als het kerngeleidende element voor ons CBC-Teng-systeem," voegde hij eraan toe.
De resultaten van hun onderzoek werden deze maand gepubliceerd in het tijdschrift Nano Energy.
Afgezien van energieopslag en oogsten, kan het materiaal ook worden gebruikt om zelfgevoelige systemen te ontwerpen die de structurele gezondheid bewaken en de resterende levensduur van betonstructuren voorspellen zonder externe kracht.
“Ons uiteindelijke doel was om materialen te ontwikkelen die het leven van mensen beter maakten en geen extra energie nodig hadden om de planeet te redden. En we verwachten dat de bevindingen uit deze studie kunnen worden gebruikt om de toepasbaarheid van CBC uit te breiden als een alles-in-één energiemateriaal voor netto-nul-energiestructuren, ”zei prof. Lee.
Incheon National University publiceerde het onderzoek en grapte: "Lijkt een schok van het begin van een helderdere en groenere morgen!"
Wereldwijde bouwreview
Posttijd: december-16-2021