Inżynierowie z Korei Południowej wynaleźli kompozyt na bazie cementu, który można wykorzystać w betonie do wytwarzania konstrukcji generujących i przechowujących energię elektryczną poprzez wystawienie na działanie zewnętrznych źródeł energii mechanicznej, takich jak kroki, wiatr, deszcz i fale.
Uważają, że zamieniając konstrukcje w źródła energii, cement rozwiąże problem środowiska zabudowanego zużywającego 40% światowej energii.
Użytkownicy budynków nie muszą się martwić porażeniem prądem.Badania wykazały, że 1% objętości przewodzących włókien węglowych w mieszance cementowej wystarczył, aby nadać cementowi pożądane właściwości elektryczne bez pogorszenia parametrów strukturalnych, a wytwarzany prąd był znacznie niższy niż maksymalny dopuszczalny poziom dla ludzkiego ciała.
Naukowcy zajmujący się inżynierią mechaniczną i lądową z Uniwersytetu Narodowego w Incheon, Uniwersytetu Kyung Hee i Uniwersytetu Koreańskiego opracowali przewodzący kompozyt na bazie cementu (CBC) z włóknami węglowymi, który może również działać jako nanogenerator tryboelektryczny (TENG), rodzaj mechanicznego urządzenia do pozyskiwania energii.
Zaprojektowali konstrukcję w skali laboratoryjnej i kondensator oparty na CBC, korzystając z opracowanego materiału, aby przetestować jego możliwości w zakresie pozyskiwania i magazynowania energii.
„Chcieliśmy opracować materiał wytwarzający energię strukturalną, który można by wykorzystać do budowy konstrukcji o zerowym zużyciu energii netto, które wykorzystują i wytwarzają własną energię elektryczną” – powiedział Seung-Jung Lee, profesor na Wydziale Inżynierii Lądowej i Środowiska Uniwersytetu Narodowego w Incheon.
„Ponieważ cement jest niezbędnym materiałem konstrukcyjnym, zdecydowaliśmy się zastosować go z wypełniaczami przewodzącymi jako element przewodzący rdzeń w naszym systemie CBC-TENG” – dodał.
Wyniki ich badań opublikowano w tym miesiącu w czasopiśmie Nano Energy.
Oprócz magazynowania i pozyskiwania energii materiał można również wykorzystać do projektowania systemów samoczujących, które monitorują stan konstrukcji i przewidują pozostały okres użytkowania konstrukcji betonowych bez zewnętrznego zasilania.
„Naszym ostatecznym celem było opracowanie materiałów, które poprawią jakość życia ludzi i nie będą wymagały dodatkowej energii, aby ocalić planetę.Oczekujemy, że wnioski z tego badania można wykorzystać do rozszerzenia zastosowania CBC jako uniwersalnego materiału energetycznego do konstrukcji o zerowej energii netto” – powiedział prof. Lee.
Publikując wyniki badań, Narodowy Uniwersytet w Incheon zażartował: „Wygląda na wstrząsający początek jaśniejszego i bardziej ekologicznego jutra!”
Globalny przegląd budownictwa
Czas publikacji: 16 grudnia 2021 r