První koncept nabíjecích baterií na bázi cementu na světě: Představte si 20patrovou budovu, která šetří energii jako obří baterie

Představte si celou dvacetipodlažní betonovou budovu, která dokáže akumulovat energii jako obří baterie. Díky jedinečné studii Chalmers University of Technology ve Švédsku se taková vize jednoho dne mohla stát realitou. V poslední době vědci z katedry stavebnictví na ministerstvu zahraničních věcí nedávno publikovali článek, který nastiňuje nový koncept dobíjecích baterií vyrobených z cementu. Půjčka: Ian Strandquist / Chalmers University of Technology

Představte si celou dvacetipodlažní betonovou budovu, která dokáže akumulovat energii jako obří baterie. Díky jedinečnému výzkumu Chalmers University of Technology„Švédsko, taková vize se jednoho dne může stát realitou. V poslední době vědci z katedry stavebnictví na ministerstvu zahraničních věcí nedávno publikovali článek, který nastiňuje nový koncept dobíjecích baterií vyrobených z cementu.

Neustále rostoucí potřeba udržitelných stavebních materiálů představuje pro výzkumníky velké výzvy. Dr. Emma Hang Ang, bývalá absolventka Chalmers University of Technology ve Švédsku, se před několika lety připojila k výzkumnému týmu profesora Luping Tanga, aby hledala stavební materiály pro budoucnost. Společně nyní vyvinuli první koncept nabíjecí baterie na bázi cementu na světě.

Koncept nejprve zahrnuje směs na bázi cementu s malým množstvím přidaného krátkého uhlíkového vlákna, které zvyšuje vodivost a flexibilitu. Směs se poté potáhne kovem potaženou síťkou z uhlíkových vláken pro železnou anodu – nikl pro katodu. Po mnoha experimentech je to prototyp, který nyní vědci představují.

Prototyp baterie na bázi Ementu

Prototyp baterie vyvinutý vědci. Půjčka Chalmers University of Technology

„Předchozí studie technologie konkrétních baterií prokázaly velmi nízký výkon, a proto jsme si uvědomili, že musíme myslet mimo krabici, abychom vytvořili jiný způsob výroby elektrody. Tato speciální myšlenka, kterou jsme vyvinuli a která se také dobíjí, nebyla nikdy předtím studována. Nyní máme důkaz o myšlence laboratorního měřítka, “vysvětluje Emma Hang Ang.

Studie Luping Tangové ma Emmy Zhangové vyprodukovala dobíjecí baterii na bázi cementu s průměrnou hustotou energie 7 Watthodin / metr čtvereční (nebo 0,8 Watthodin / litr). Hustota energie se používá k vyjádření energie baterie. Skromný odhad je, že výkon nové baterie Chalmers může být desetkrát vyšší než předchozí pokusy o konkrétní baterie. Hustota energie je ve srovnání s komerčními bateriemi stále nízká, ale toto omezení lze překonat naprostým objemem, s nímž by bylo možné baterii postavit při použití v budovách.

Potenciální klíč k řešení problémů s ukládáním energie

Skutečnost, že se baterie nabíjí, je její nejdůležitější kvalitou, možnosti použití, jsou-li koncepce dále rozvíjeny, využívány, jsou téměř udivující. Zachování energie je zřejmá možnost, pozorování další. Vědci vidí aplikace, které se mohou pohybovat od napájecího zdroje LED, připojení 4G na vzdálených místech nebo katodické ochrany proti betonu v konkrétní infrastruktuře.

„Lze jej kombinovat například s přírodními bateriemi, aby poskytovala elektřinu energetickým systémům pro monitorovací systémy na dálnicích nebo mostech, kde senzory běžící na konkrétních bateriích mohou detekovat praskliny nebo korozi,“ navrhuje Emma Hang Ang.

Emma visí և Luping Tang

„Předchozí studie technologie konkrétních baterií prokázaly velmi nízký výkon, a proto jsme si uvědomili, že musíme myslet mimo krabici, abychom vytvořili jiný způsob výroby elektrody. Tato speciální myšlenka, kterou jsme vyvinuli a která se také dobíjí, nebyla nikdy předtím studována. „Nyní máme důkaz v laboratorním měřítku,“ vysvětluje Emma Hang Ang, Ph.D., jako jsou obnovitelné zdroje energie, “řekl Luping Tang, profesor na katedře architektury a stavebnictví na Chalmers University of Technology. Půjčka Chalmers University of Technology

Koncept využití budov tímto způsobem může být revoluční, protože nabídne alternativní řešení energetické krize poskytnutím velkých úspor energie.

Beton, který vzniká mícháním cementu s dalšími složkami, je nejpoužívanějším stavebním materiálem na světě. Pokud jde o stabilitu, není to zdaleka ideální, ale potenciál přidat do ní funkčnost může nabídnout nový rozměr. Emma visí ang komentáře.

„Máme vizi, že v budoucnu může tato technologie umožnit kompletní části vícepodlažních budov z funkčního betonu. „Vzhledem k tomu, že touto betonovou vrstvou lze pokrýt jakýkoli betonový povrch, mluvíme o obrovských objemech funkčního betonu.“

Výzvy přetrvávají v aspektech životnosti

Myšlenka je stále ve velmi rané fázi. Technické problémy, které zbývají do vyřešení, než se komercializace zařízení stane realitou, zahrnují prodloužení životnosti baterie a vývoj recyklačních zařízení. „Vzhledem k tomu, že konkrétní infrastruktura je obvykle postavena tak, aby vydržela padesát nebo dokonce sto let, je třeba baterie upravit tak, aby vyhovovaly, jinak bude snazší je vyměnit nebo recyklovat, až skončí jejich životnost. Zatím to představuje vážnou technickou výzvu, “říká Emma Hang Ang.

Vědci však doufají, že jejich inovace mají co nabídnout. „Jsme přesvědčeni, že tento koncept významně přispěje k tomu, aby budoucí stavební materiály mohly mít další funkce, jako jsou obnovitelné zdroje energie,“ uzavírá Luping Tang.

Odkaz. Emma ing nine hang angi և Luping Tang Autor: „Rechargeable Concrete Battery“, 2021 9. března budovy,
DOI: 10,3390 / budovy 11030103

Výzkumný projekt byl financován Švédskou energetickou agenturou (Energimyndigheten).

Další technické informace o dobíjecí baterii na bázi cementu

Vědci vyvinuli prototyp baterie na bázi dobíjecího cementu s průměrnou hustotou energie 7 Wh / m2 (nebo 0,8 Wh / L) během šesti fází nabíjení a vybíjení. Testovali několik kombinací pro elektrody a zjistili, že nejlepší výsledky poskytly železná anoda a oxidová katoda na bázi niklu. Pro elektrolyt byla vodivost směsi na bázi cementu zvýšena přidáním krátkých uhlíkových vláken, zkoušením různých poměrů k nalezení optimální směsi asi 0,5% uhlíkových vláken.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Drsná kůra, která se v noci ozývá, vede k objevení nových druhů

V lesích západní a střední Afriky se v noci ozývají hlasitá volání hybridů stromů - malých, býložravých savců, ale jejich zvuk se liší podle...

Nástroj Nový nástroj určený k podpoře vývoje a vývoje automobilových vozidel

Schematický vnitřní provoz elektrod v palivovém článku և kapacita základních parametrů. Půjčka:Heinz a kol., 2021: Široké používání tradičních vozidel na vodíkový pohon nad tradičními...

Identifikace velmi počátečních kroků, které vedou k rozvoji rakoviny

Konfokální mikrofotografie tenkého střeva myši pomocí technologie Red2Onco. S Red2Onco můžete označit onkogenní mutantní klony (červené klony) a běžné nebo divoké klony (žluté...

Neandertálci a raná moderní lidská kultura koexistovali vedle starších tradic již více než 100 000 let

Výzkum Fakulty antropologie a ochrany na University of Kent zjistil, že jedna z prvních kultur kamenných nástrojů známá jako Acheulean trvala pravděpodobně o desítky...

Snadná věda: co jsou sterilní neutrina?

Sterilní neutrina jsou speciální typ neutrin, který byl navržen k vysvětlení některých neočekávaných experimentálních výsledků, ale nakonec nebyl objeven. Vědci je hledají v...

Newsletter

Subscribe to stay updated.