Инженеры из Южной Кореи изобрели композит на основе цемента, который можно использовать в бетоне для создания конструкций, генерирующих и накапливающих электроэнергию за счет воздействия внешних источников механической энергии, таких как шаги, ветер, дождь и волны.
По их мнению, превращая конструкции в источники энергии, цемент решит проблему потребления 40% мировой энергии застройкой.
Жильцам зданий не стоит беспокоиться о поражении электрическим током. Испытания показали, что 1% объёма проводящих углеродных волокон в цементной смеси достаточно для придания цементу желаемых электрических свойств без ущерба для его структурных свойств, а генерируемый ток был значительно ниже максимально допустимого для человеческого тела уровня.
Исследователи в области машиностроения и гражданского строительства из Инчхонского национального университета, Университета Кёнхи и Корейского университета разработали проводящий композит на основе цемента (CBC) с углеродными волокнами, который также может действовать как трибоэлектрический наногенератор (TENG) — тип устройства сбора механической энергии.
Они спроектировали лабораторную конструкцию и конденсатор на основе CBC, используя разработанный материал для проверки его возможностей по сбору и хранению энергии.
«Мы хотели разработать конструкционный энергетический материал, который можно было бы использовать для строительства энергетически чистых сооружений, потребляющих и вырабатывающих собственную электроэнергию», — сказал Сын Чжун Ли, профессор кафедры гражданского и экологического строительства Инчхонского национального университета.
«Поскольку цемент является незаменимым строительным материалом, мы решили использовать его с токопроводящими наполнителями в качестве основного токопроводящего элемента для нашей системы CBC-TENG», — добавил он.
Результаты их исследования были опубликованы в этом месяце в журнале Nano Energy.
Помимо накопления и сбора энергии, этот материал также может быть использован для разработки самочувствующих систем, которые контролируют состояние конструкции и прогнозируют остаточный срок службы бетонных конструкций без использования внешнего источника энергии.
«Наша конечная цель состояла в разработке материалов, которые улучшали бы жизнь людей и не требовали бы дополнительных затрат энергии для спасения планеты. И мы ожидаем, что результаты этого исследования могут быть использованы для расширения возможностей применения CBC в качестве универсального энергетического материала для конструкций с нулевым уровнем выбросов», — сказал профессор Ли.
Публикуя результаты исследования, представители Инчхонского национального университета с юмором отметили: «Похоже на впечатляющий старт к более светлому и зеленому будущему!»
Глобальный обзор строительства
Время публикации: 16 декабря 2021 г.