Выбирай : Покупай : Используй
в фокусе
0

Новый научный эксперимент — аккумуляторы из цемента

Первый в мире прототип аккумулятора на основе цемента вполне может оказаться революционным — он предлагает альтернативное решение для выхода из энергетического кризиса за счет накопления большого количества энергии. Представьте себе огромное 20-этажное бетонное здание, способное аккумулировать энергию, словно гигантская батарея. Такое решение предлагает высокую емкость накопителя, даже если количество энергии на единицу объема невелико.

Предполагается, что строительные материалы будущего будут выполнять не только базовые задачи, но и возьмут на себя другие функции, такие как автономное питание и мониторинг состояния конструкций. Более того, они смогут выступать в качестве возобновляемых источников энергии.

Концепция использования конструкций и зданий в качестве источника и накопителя энергии может помочь быстро выйти из энергетического кризиса — благодаря большому объему конструкций емкость накопителя энергии может быть очень высокой и не зависеть от количества энергии на единицу объема. Изображение: Yen Strandqvist/Chalmers University of Technology

Многие исследователи занимаются разработкой бетона с электропроводящими компонентами. Это самый популярный строительный материал в мире, и, добавив в него новые функции, можно достичь стабильной и хорошей электропроводности, а сам бетон получится использовать в качестве суперконденсаторов и аккумуляторов.

Ученые из Технологического университета Чалмерса (Швеция) создали первый в мире рабочий прототип аккумулятора на основе цемента. Аналоги отличались низкой производительностью, и в этот раз ученым пришлось подойти к вопросу нестандартно, чтобы отыскать иной вариант изготовления электрода.

В батарее используется смесь на основе цемента, но в нее добавлены короткие углеродные волокна, чтобы улучшить проводимость. Также прямо в эту смесь вмонтирована углеродная сетка, покрытая металлом — методом исключения ученые решили использовать железо и никель для анода и катода соответственно. Эти же порошковые металлы могли заставить небольшую светодиодную лампу светить в течение нескольких часов, но удельная плотность аккумулятора была совсем мала. А цинк не подошел в качестве анода.

В результате получилась перезаряжаемая батарея с довольно высокой для этого типа аккумуляторов плотностью энергии 7 Втч/кв.м (или 0,8 Втч/л).

Плотность энергии заметно ниже, чем у коммерческих аналогов, но это не критично, так как создавать такие батареи можно в больших масштабах, учитывая огромный объем зданий.

Но самое важное тут — тот факт, что аккумулятор является перезаряжаемым. Это дает новой батарее огромные перспективы использования. Причем накопление энергии — самый очевидный способ применения, но также можно использовать их для снабжения энергией светодиодов, стабильного покрытия сети 4G в отдаленных регионах, а также для катодной защиты бетонных конструкций.

Новый прототип перезаряжаемой батареи. Изображение: Yen Strandqvist/Chalmers University of Technology

Аккумулятор также можно соединить с солнечными батареями и превратить его в источник энергии для датчиков следящих систем на автотрассах и мостах, где те контролируют появление трещин и коррозии.

Есть важные задачи, которыми разработчикам предстоит заняться до постановки технологии на коммерческие рельсы.  Придется поработать над увеличением срока эксплуатации аккумуляторов и разработать способы их утилизации. Поскольку срок службы бетона составляет 50 или даже 100 лет, нужно, чтобы у аккумуляторов был аналогичный срок службы либо их можно было просто заменить и утилизировать.

 Распечатать
Комментарии