Ingeniører fra Sør-Korea har oppfunnet en sementbasert kompositt som kan brukes i betong for å lage strukturer som genererer og lagrer elektrisitet gjennom eksponering for eksterne mekaniske energikilder som fotspor, vind, regn og bølger.
Ved å gjøre strukturer om til kraftkilder vil sementen ta knekken på problemet med at det bygde miljøet bruker 40 % av verdens energi, mener de.
Bygningsbrukere trenger ikke bekymre seg for å få elektrisk støt.Tester viste at et volum på 1 % av ledende karbonfibre i en sementblanding var nok til å gi sementen de ønskede elektriske egenskapene uten å gå på akkord med den strukturelle ytelsen, og strømmen som ble generert var langt lavere enn det maksimalt tillatte nivået for menneskekroppen.
Forskere innen mekanisk og sivilingeniør fra fra Incheon National University, Kyung Hee University og Korea University utviklet en sementbasert ledende kompositt (CBC) med karbonfibre som også kan fungere som en triboelektrisk nanogenerator (TENG), en type mekanisk energihøster.
De designet en struktur i laboratorieskala og en CBC-basert kondensator ved å bruke det utviklede materialet for å teste dets energihøsting og lagringsevne.
"Vi ønsket å utvikle et strukturelt energimateriale som kan brukes til å bygge nullenergistrukturer som bruker og produserer sin egen elektrisitet," sa Seung-Jung Lee, professor ved Incheon National Universitys avdeling for sivil- og miljøteknikk.
"Siden sement er et uunnværlig konstruksjonsmateriale, bestemte vi oss for å bruke det med ledende fyllstoffer som det ledende kjerneelementet for vårt CBC-TENG-system," la han til.
Resultatene av deres forskning ble publisert denne måneden i tidsskriftet Nano Energy.
Bortsett fra energilagring og høsting, kan materialet også brukes til å designe selvfølende systemer som overvåker den strukturelle helsen og forutsier gjenværende levetid for betongkonstruksjoner uten ekstern strøm.
«Vårt endelige mål var å utvikle materialer som gjorde livet til mennesker bedre og som ikke trengte ekstra energi for å redde planeten.Og vi forventer at funnene fra denne studien kan brukes til å utvide anvendeligheten av CBC som et alt-i-ett-energimateriale for strukturer med netto nullenergi, sa prof. Lee.
Incheon National University publiserte forskningen og sa: "Det virker som en rykende start på en lysere og grønnere morgendag!"
Global Construction Review
Innleggstid: 16. desember 2021