Інженери з Південної Кореї винайшли композит на основі цементу, який можна використовувати в бетоні для виготовлення конструкцій, які генерують і накопичують електроенергію через вплив зовнішніх механічних джерел енергії, таких як кроки, вітер, дощ і хвилі.
Перетворюючи конструкції на джерела енергії, цемент вирішить проблему архітектурного середовища, яке споживає 40% світової енергії, вважають вони.
Користувачам будівлі не потрібно турбуватися про те, що їх вразить електричним струмом.Випробування показали, що 1% об’єму електропровідних вуглецевих волокон у цементній суміші було достатньо, щоб надати цементу бажаних електричних властивостей без шкоди для конструктивних характеристик, а генерований струм був набагато нижчим за максимально допустимий рівень для людського тіла.
Дослідники в галузі машинобудування з Національного університету Інчхон, Університету Кюн Хі та Корейського університету розробили провідний композит на основі цементу (CBC) з вуглецевими волокнами, який також може діяти як трибоелектричний наногенератор (TENG), різновид механічного збору енергії.
Вони розробили структуру лабораторного масштабу та конденсатор на основі CBC, використовуючи розроблений матеріал, щоб перевірити його можливості збору та зберігання енергії.
«Ми хотіли розробити конструкційний енергетичний матеріал, який можна було б використовувати для побудови структур з нульовим енергоспоживанням, які використовують і виробляють власну електроенергію», — сказав Сеунг-Джунг Лі, професор кафедри цивільної та екологічної інженерії Національного університету Інчхон.
«Оскільки цемент є незамінним будівельним матеріалом, ми вирішили використовувати його з електропровідними наповнювачами як основний провідний елемент для нашої системи CBC-TENG», — додав він.
Результати їхнього дослідження були опубліковані цього місяця в журналі Nano Energy.
Крім накопичення та збирання енергії, матеріал також можна використовувати для розробки самочутливих систем, які відстежують структурний стан і прогнозують термін служби бетонних конструкцій, що залишився, без будь-якого зовнішнього живлення.
«Нашою кінцевою метою було розробити матеріали, які покращували б життя людей і не потребували додаткової енергії для збереження планети.І ми очікуємо, що результати цього дослідження можуть бути використані для розширення застосовності CBC як універсального енергетичного матеріалу для структур з нульовим енергоспоживанням», – сказав професор Лі.
Публікуючи дослідження, Національний університет Інчхона пожартував: «Здається, це приголомшливий початок яскравішого та зеленішого завтра!»
Global Construction Review
Час публікації: 16 грудня 2021 р