Ingeniører fra Sør-Korea har oppfunnet en sementbasert kompositt som kan brukes i betong for å lage konstruksjoner som genererer og lagrer elektrisitet gjennom eksponering for eksterne mekaniske energikilder som fotspor, vind, regn og bølger.
Ved å gjøre strukturer om til kraftkilder, vil sementen løse problemet med at det bygde miljøet forbruker 40 % av verdens energi, tror de.
Brukere av bygninger trenger ikke å bekymre seg for å få elektrisk støt. Tester viste at 1 % volum ledende karbonfibre i en sementblanding var nok til å gi sementen de ønskede elektriske egenskapene uten å gå på bekostning av den strukturelle ytelsen, og den genererte strømmen var langt lavere enn det maksimalt tillatte nivået for menneskekroppen.
Forskere innen maskin- og anleggsteknikk fra Incheon National University, Kyung Hee University og Korea University utviklet en sementbasert ledende kompositt (CBC) med karbonfibre som også kan fungere som en triboelektrisk nanogenerator (TENG), en type mekanisk energihøster.
De designet en struktur i laboratorieskala og en CBC-basert kondensator ved å bruke det utviklede materialet for å teste dets energihøstings- og lagringsegenskaper.
«Vi ønsket å utvikle et strukturelt energimateriale som kunne brukes til å bygge nullenergistrukturer som bruker og produserer sin egen elektrisitet», sa Seung-Jung Lee, professor ved Incheon National Universitys institutt for bygg- og miljøteknikk.
«Siden sement er et uunnværlig byggemateriale, bestemte vi oss for å bruke det med ledende fyllstoffer som det sentrale ledende elementet for vårt CBC-TENG-system», la han til.
Resultatene av forskningen deres ble publisert denne måneden i tidsskriftet Nano Energy.
Bortsett fra energilagring og -høsting, kan materialet også brukes til å designe selvregistrerende systemer som overvåker den strukturelle tilstanden og forutsier gjenværende levetid for betongkonstruksjoner uten ekstern strøm.
«Vårt endelige mål var å utvikle materialer som gjorde folks liv bedre og som ikke trengte ekstra energi for å redde planeten. Og vi forventer at funnene fra denne studien kan brukes til å utvide anvendeligheten av CBC som et alt-i-ett-energimateriale for netto-nullenergistrukturer», sa professor Lee.
Incheon National University sa spøkefullt følgende om forskningen: «Det virker som en rystende start på en lysere og grønnere morgendag!»
Global byggeanmeldelse
Publisert: 16. desember 2021