Инженеры из Южной Кореи изобрели композит на основе цемента, который можно использовать в бетоне для создания конструкций, генерирующих и хранящих электроэнергию за счет воздействия внешних источников механической энергии, таких как шаги, ветер, дождь и волны.
Превратив конструкции в источники энергии, цемент решит проблему искусственной среды, потребляющей 40% мировой энергии, полагают они.
Пользователям зданий не нужно беспокоиться о том, что их могут ударить электрическим током.Испытания показали, что 1% объема проводящих углеродных волокон в цементной смеси было достаточно, чтобы придать цементу желаемые электрические свойства без ущерба для конструктивных характеристик, а генерируемый ток был намного ниже максимально допустимого уровня для человеческого организма.
Исследователи в области машиностроения и гражданского строительства из Национального университета Инчхон, Университета Кёнхи и Корейского университета разработали проводящий композит на основе цемента (CBC) с углеродными волокнами, который также может действовать как трибоэлектрический наногенератор (TENG), тип сборщика механической энергии.
Они разработали конструкцию лабораторного масштаба и конденсатор на основе CBC, используя разработанный материал, чтобы проверить его возможности сбора и хранения энергии.
«Мы хотели разработать конструкционный энергетический материал, который можно было бы использовать для строительства энергетических структур с нулевым потреблением энергии, которые используют и производят собственную электроэнергию», — сказал Сын-Юнг Ли, профессор факультета гражданского строительства и экологического строительства Инчхонского национального университета.
«Поскольку цемент является незаменимым строительным материалом, мы решили использовать его с проводящими наполнителями в качестве основного проводящего элемента нашей системы CBC-TENG», — добавил он.
Результаты их исследования были опубликованы в этом месяце в журнале Nano Energy.
Помимо хранения и сбора энергии, этот материал также можно использовать для разработки самочувствительных систем, которые контролируют состояние конструкций и прогнозируют оставшийся срок службы бетонных конструкций без какой-либо внешней энергии.
«Нашей конечной целью была разработка материалов, которые улучшали бы жизнь людей и не требовали бы дополнительной 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 структур с нулевой чистой энергией», — сказал профессор Ли.
Публикуя исследование, Инчхонский национальный университет пошутил: «Похоже, это ошеломляющее начало более светлого и зеленого будущего!»
Глобальный обзор строительства
Время публикации: 16 декабря 2021 г.