Як бетон, здатний зберігати енергію, може змінити сучасну архітектуру

Одна з найбільш цікавих областей досліджень акумуляторів полягає в тому, що ці пристрої можуть не тільки накопичувати енергію, але і виступати в якості структурних компонентів. Ми вже бачили кілька вражаючих прикладів розробок, які можна було б використовувати, наприклад, в електромобілях. Вчені в Швеції застосували той самий підхід до великих будівель, продемонструвавши новий тип батареї на основі цементу. У майбутньому з «функціонального бетону» можна буде зводити споруди будь-якої величини.

Інженери розробили бетон, здатний виконувати роль акумулятора - з нього можна зводити конструкції будь-якого розміру

Дослідження проводилося в Технологічному університеті Чалмерса, де вчені корпелі над розробкою більш екологічних будівельних матеріалів, приділяючи особливу увагу бетону. Оскільки це найбільш широко використовуваний у світі матеріал, виробництво якого до того ж вимагає великих витрат енергії, останнім часом багато дослідників присвячували свої роботи тому, як можна зменшити вуглецевий слід бетону. Не дивно, що і автори нового дослідження придумали цікаве потенційне рішення даної проблеми.

Як і у випадку зі звичайним бетоном, все починається зі суміші на основі цементу, але з додаванням невеликої кількості коротких вуглецевих волокон для підвищення провідності і міцності на вигин. У суміш також включена пара сіток з вуглецевого волокна, одна з яких покрита залізом, щоб діяти як анод батареї, а інша - нікелем, виступаючи в ролі катода. Як два електроди батареї, вони переміщують електрони вперед і назад у міру того, як пристрій заряджається і розряджається.

Ця конструкція була обрана після довгих експериментів, під час яких команда прагнула поліпшити характеристики вже існуючих батарей на основі бетону, які, за словами вчених, погано показали себе при тестуванні. Однак новий, здатний здійснювати підзарядку бетон показав себе набагато більш практичним.

Схема нового матеріалу та потенційні способи його застосування

Батарея на бетонній основі досягає щільності енергії 7 Втч на квадратний метр матеріалу, що, за словами команди, в 10 разів більше, ніж у попередніх батарей на основі бетону. Цей показник як і раніше набагато нижче, ніж у комерційних батарей, але той факт, що новинка зроблена з бетону і тому її можна масштабувати для формування масивних конструкцій, може допомогти вирішити проблему обмеженої ємності.

Вчені вже пропонують всілякі варіанти використання свого винаходу, починаючи з будівель, які можуть використовуватися як накопичувачі енергії. Його також можна використовувати для живлення світлодіодів, забезпечення сполук 4G у віддалених районах або в поєднанні з сонячними панелями для живлення датчиків, вбудованих у бетонні конструкції, наприклад, уздовж шосе і мостів.

«У нас є бачення, що в майбутньому ця технологія може дозволити будувати цілі секції багатоповерхових будівель з функціонального бетону», - заявила автор дослідження Емма Чжан. «Враховуючи, що на будь-яку бетонну поверхню може бути вбудований шар нашого електрода, ми говоримо про величезні обсяги функціонального бетону».