Інженери з Південної Кореї винайшли композит на основі цементу, який можна використовувати в бетоні для створення конструкцій, що генерують та накопичують електроенергію завдяки впливу зовнішніх джерел механічної енергії, таких як кроки, вітер, дощ та хвилі.
Перетворюючи споруди на джерела енергії, цемент вирішить проблему забудованого середовища, яке споживає 40% енергії у світі, вважають вони.
Користувачам будівель не потрібно турбуватися про ураження електричним струмом. Випробування показали, що 1% об'єму струмопровідних вуглецевих волокон у цементній суміші було достатньо, щоб надати цементу бажаних електричних властивостей без шкоди для конструкційних характеристик, а генерований струм був значно нижчим за максимально допустимий рівень для людського організму.
Дослідники в галузі машинобудування та цивільного будівництва з Інчхонського національного університету, Університету Кьон Хі та Корейського університету розробили цементний провідний композит (CBC) з вуглецевими волокнами, який також може діяти як трибоелектричний наногенератор (TENG) – тип збирача механічної 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 будівництва споруд з нульовим енергоспоживанням, що використовують та виробляють власну електроенергію», – сказав Син-Джон Лі, професор кафедри цивільного та екологічного будівництва Національного університету Інчхона.
«Оскільки цемент є незамінним будівельним матеріалом, ми вирішили використовувати його разом із струмопровідними наповнювачами як основний струмопровідний елемент для нашої системи CBC-TENG», – додав він.
Результати їхнього дослідження були опубліковані цього місяця в журналі Nano Energy.
Окрім накопичення та збору енергії, цей матеріал також може бути використаний для розробки систем самочутливості, які контролюють стан конструкції та прогнозують термін служби бетонних конструкцій без будь-якого зовнішнього живлення.
«Нашою кінцевою метою було розробити матеріали, які покращили б життя людей і не потребували б додаткової енергії для порятунку планети. І ми очікуємо, що результати цього дослідження можуть бути використані для розширення застосування CBC як універсального енергетичного матеріалу для конструкцій з нульовим енергоспоживанням», – сказав професор Лі.
Оприлюднюючи дослідження, Інчхонський національний університет пожартував: «Здається, це струсний початок яскравішого та зеленішого завтрашнього дня!»
Глобальний огляд будівництва
Час публікації: 16 грудня 2021 р.