Исследователи Технологического университета Чалмерса (Швеция) разработали концепцию перезаряжаемой батареи, в основе которой – цемент. По их мнению, эта идея однажды может превратить здания в гигантские хранилища энергии.
Пока что данная концепция реализована только в лабораторном масштабе. Но однажды, говорят шведские ученые, из перезаряжаемых цементных батарей могут появиться строительные материалы будущего. Они будут иметь дополнительные функции. В частности, накопление энергии или катодная защита от коррозии в бетонной инфраструктуре.
Результаты исследования опубликованы в научном журнале Buildings. Идея заключается во включении в смесь на основе цемента небольшого количества коротких углеродных волокон. Это повышает проводимость материала и прочности на изгиб.
Затем исследователи включили сетку из углеродного волокна с металлическим покрытием в смесь, в основе которой цемент. В этой сетке они выбрали железо и цинк в качестве анодов, а в качестве катодов – оксиды на основе никеля. Проводимость электролитов на основе цемента была изменена путем добавления коротких углеродных волокон.
“Плотность энергии по-прежнему низкая по сравнению с коммерческими батареями. Но это ограничение можно преодолеть благодаря огромному объему, при котором батарея может быть сконструирована при использовании в зданиях”, – говорится в статье Технологического университета Чалмерса.
Ученые говорят, что наиболее важным качеством концептуальной батареи, в основе которой цемент, является то, что она является перезаряжаемой. Потенциальные применения таких батарей могут заключаться в хранении энергии и питании светодиодов.
“Цементный аккумулятор также может быть соединен с панелями солнечных батарей. Например, для обеспечения электричеством. Или стать источником энергии для систем мониторинга на автомагистралях или мостах, где датчики, работающие от бетонной батареи, могут обнаруживать трещины или коррозию”, – пояснила доктор Эмма Чжан. Ранее она работала на факультете архитектуры и гражданского строительства Технологического университета Чалмерса, а теперь является старшим научным сотрудником Delta в Швеции.
Цемент “живет” до 100 лет, батарея должна работать столько же
Данная концепция еще требует дальнейшей проработки, чтобы стать жизнеспособным подходом к решению мировой проблемы накопления энергии. Но в дальнейшем она может стать основной для создания умных городов, сберегающих энергию и сокращающих выбросы парниковых газов.
Продление срока службы батарей на цементной основе и разработка методов их переработки, по словам ученых, – ключевые технические вопросы, которые необходимо решить. “Поскольку бетонная инфраструктура обычно рассчитана на 50 или даже 100 лет, батареи необходимо будет усовершенствовать, чтобы они соответствовали данным срокам. Или чтобы их было легче заменить и утилизировать по истечении срока службы”, – указала Эмма Чжан.
“Мы убеждены, что эта концепция поможет в создании строительных материалов с дополнительными функциями”, – добавил Лупинг Тан, профессор кафедры архитектуры и гражданского строительства Технологического университета Чалмерса. :///