Các kỹ sư đến từ Hàn Quốc đã phát minh ra một loại vật liệu composite gốc xi măng có thể được sử dụng trong bê tông để tạo ra các cấu trúc tạo ra và lưu trữ điện năng thông qua việc tiếp xúc với các nguồn năng lượng cơ học bên ngoài như bước chân, gió, mưa và sóng.
Họ tin rằng, bằng cách biến các công trình xây dựng thành nguồn năng lượng, xi măng sẽ giải quyết được vấn đề môi trường xây dựng tiêu thụ tới 40% năng lượng của thế giới.
Người sử dụng tòa nhà không cần lo lắng về việc bị điện giật. Các thử nghiệm cho thấy chỉ cần 1% sợi carbon dẫn điện trong hỗn hợp xi măng là đủ để tạo cho xi măng các đặc tính điện mong muốn mà không ảnh hưởng đến hiệu suất kết cấu, và dòng điện tạo ra thấp hơn nhiều so với mức tối đa cho phép đối với cơ thể người.
Các nhà nghiên cứu thuộc lĩnh vực kỹ thuật cơ khí và xây dựng từ Đại học Quốc gia Incheon, Đại học Kyung Hee và Đại học Hàn Quốc đã phát triển một vật liệu composite dẫn điện gốc xi măng (CBC) với sợi carbon, có thể hoạt động như một máy phát điện nano ma sát (TENG), một loại thiết bị thu năng lượng cơ học.
Họ đã thiết kế một cấu trúc quy mô phòng thí nghiệm và một tụ điện dựa trên CBC sử dụng vật liệu đã phát triển để thử nghiệm khả năng thu hoạch và lưu trữ năng lượng của nó.
“Chúng tôi muốn phát triển một loại vật liệu năng lượng kết cấu có thể được sử dụng để xây dựng các công trình năng lượng ròng bằng không, tự sử dụng và sản xuất điện năng”, Seung-Jung Lee, giáo sư tại Khoa Kỹ thuật Xây dựng và Môi trường của Đại học Quốc gia Incheon cho biết.
“Vì xi măng là vật liệu xây dựng không thể thiếu, chúng tôi quyết định sử dụng nó cùng với các chất độn dẫn điện làm thành phần dẫn điện cốt lõi cho hệ thống CBC-TENG của mình”, ông nói thêm.
Kết quả nghiên cứu của họ đã được công bố trong tháng này trên tạp chí Nano Energy.
Ngoài việc lưu trữ và thu hoạch năng lượng, vật liệu này cũng có thể được sử dụng để thiết kế các hệ thống tự cảm biến nhằm giám sát tình trạng kết cấu và dự đoán tuổi thọ còn lại của các công trình bê tông mà không cần nguồn điện bên ngoài.
“Mục tiêu cuối cùng của chúng tôi là phát triển các vật liệu giúp cải thiện cuộc sống con người mà không cần thêm năng lượng để bảo vệ hành tinh. Và chúng tôi kỳ vọng rằng những phát hiện từ nghiên cứu này có thể được sử dụng để mở rộng khả năng ứng dụng của CBC như một vật liệu năng lượng đa năng cho các công trình năng lượng ròng bằng không,” Giáo sư Lee cho biết.
Khi công bố kết quả nghiên cứu, Đại học Quốc gia Incheon đã hài hước nhận xét: "Có vẻ như đây là một khởi đầu đầy hứng khởi cho một tương lai tươi sáng và xanh hơn!"
Tạp chí Xây dựng Toàn cầu
Thời gian đăng bài: 16/12/2021