Inżynierowie z Korei Południowej wynaleźli kompozyt na bazie cementu, który można stosować w betonie do budowy konstrukcji, które wytwarzają i magazynują energię elektryczną pod wpływem zewnętrznych źródeł energii mechanicznej, takich jak kroki, wiatr, deszcz i fale.
Naukowcy wierzą, że dzięki przekształceniu konstrukcji w źródła energii cement rozwiąże problem zużycia 40% światowej energii przez środowisko zabudowane.
Użytkownicy budynku nie muszą obawiać się porażenia prądem. Testy wykazały, że 1% objętości przewodzących włókien węglowych w mieszance cementowej wystarczyło, aby nadać cementowi pożądane właściwości elektryczne bez pogorszenia parametrów konstrukcyjnych, a generowany prąd był znacznie niższy niż maksymalny dopuszczalny poziom dla ludzkiego ciała.
Naukowcy zajmujący się inżynierią mechaniczną i lądową z Uniwersytetu Narodowego Incheon, Uniwersytetu Kyung Hee i Uniwersytetu Koreańskiego opracowali przewodzący materiał kompozytowy (CBC) na bazie cementu z włóknami węglowymi, który może również pełnić funkcję tryboelektrycznego nanogeneratora (TENG), czyli rodzaju mechanicznego urządzenia do pozyskiwania energii.
Zaprojektowali strukturę laboratoryjną i kondensator na bazie CBC, wykorzystując opracowany materiał do testowania jego zdolności do gromadzenia i magazynowania energii.
„Chcieliśmy opracować materiał konstrukcyjny, który mógłby zostać wykorzystany do budowy obiektów o zerowym zużyciu energii netto, wykorzystujących i produkujących własną energię elektryczną” – powiedział Seung-Jung Lee, profesor z Wydziału Inżynierii Lądowej i Środowiskowej Uniwersytetu Narodowego Incheon.
„Ponieważ cement jest niezbędnym materiałem budowlanym, postanowiliśmy użyć go wraz z wypełniaczami przewodzącymi jako głównego elementu przewodzącego w naszym systemie CBC-TENG” – dodał.
Wyniki ich badań opublikowano w tym miesiącu w czasopiśmie Nano Energy.
Oprócz magazynowania i pozyskiwania energii, materiał ten może być również wykorzystywany do projektowania samoczynnych systemów monitorujących stan konstrukcji i przewidujących pozostały czas eksploatacji konstrukcji betonowych bez konieczności korzystania z zewnętrznego źródła zasilania.
„Naszym ostatecznym celem było opracowanie materiałów, które poprawią życie ludzi i nie będą wymagały dodatkowej energii, aby uratować planetę. Oczekujemy, że wyniki tego badania posłużą rozszerzeniu zastosowania CBC jako uniwersalnego materiału energetycznego do konstrukcji o zerowym zużyciu energii netto” – powiedział prof. Lee.
Upowszechniając wyniki badań, Uniwersytet Narodowy Incheon zażartował: „Wygląda to na szokujący początek jaśniejszej i bardziej zielonej przyszłości!”
Globalny Przegląd Budowlany
Czas publikacji: 16 grudnia 2021 r.