Ingeniører fra Sydkorea har opfundet en cementbaseret komposit, der kan bruges i beton til at lave strukturer, der genererer og lagrer elektricitet gennem eksponering for eksterne mekaniske energikilder som fodtrin, vind, regn og bølger.
Ved at omdanne strukturer til strømkilder vil cementen løse problemet med, at det byggede miljø forbruger 40 % af verdens energi, mener de.
Bygningsbrugere behøver ikke bekymre sig om at få elektrisk stød.Tests viste, at 1% volumen af ledende kulfibre i en cementblanding var nok til at give cementen de ønskede elektriske egenskaber uden at kompromittere den strukturelle ydeevne, og den genererede strøm var langt lavere end det maksimalt tilladte niveau for den menneskelige krop.
Forskere i maskin- og anlægsteknik fra Incheon National University, Kyung Hee University og Korea University udviklede en cementbaseret ledende komposit (CBC) med kulfibre, der også kan fungere som en triboelektrisk nanogenerator (TENG), en type mekanisk energihøster.
De designede en struktur i laboratorieskala og en CBC-baseret kondensator ved at bruge det udviklede materiale til at teste dets energihøst- og lagringskapacitet.
"Vi ønskede at udvikle et strukturelt energimateriale, der kunne bruges til at bygge netto-nul energistrukturer, der bruger og producerer deres egen elektricitet," sagde Seung-Jung Lee, professor ved Incheon National University's Department of Civil and Environmental Engineering.
"Da cement er et uundværligt byggemateriale, besluttede vi at bruge det med ledende fyldstoffer som det ledende kerneelement til vores CBC-TENG-system," tilføjede han.
Resultaterne af deres forskning blev offentliggjort i denne måned i tidsskriftet Nano Energy.
Bortset fra energilagring og høst, kan materialet også bruges til at designe selvfølende systemer, der overvåger den strukturelle sundhed og forudsiger den resterende levetid for betonkonstruktioner uden ekstern strøm.
"Vores ultimative mål var at udvikle materialer, der gjorde menneskers liv bedre og ikke havde brug for ekstra energi for at redde planeten.Og vi forventer, at resultaterne fra denne undersøgelse kan bruges til at udvide anvendeligheden af CBC som et alt-i-et energimateriale til net-nul energistrukturer,” sagde prof. Lee.
Incheon National University offentliggjorde forskningen og sagde: "Det virker som en rystende start på en lysere og grønnere morgen!"
Global Construction Review
Indlægstid: 16. december 2021