U skoroj budućnosti mogli bi stanovati u punjivim baterijama od cementa

Ova tehnologija omogućava izgradnju dijelova višekatnica od funkcionalnog betona. A kako bi se elektrode mogle ugrađivati u bilo koju betonsku površinu, riječ je o ogromnim količinama funkcionalnog betona

Mladen Smrekar petak, 21. svibnja 2021. u 19:36

Zamislite neboder od 20 katova koji može pohraniti energiju poput kakve goleme baterije. Zahvaljujući stručnjacima Tehnološkog sveučilišta Chalmers u Göteborgu, ta bi se vizija jednom mogla i ostvariti. Naime, istraživači s tamošnjeg Odjela za arhitekturu i građevinarstvo nedavno su objavili rad koji opisuje novi koncept punjivih baterija izrađenih od - cementa.

Mreža ugljičnih vlakana

Sve veća potreba za održivim građevinskim materijalima velik je izazov za istraživače. Emma Zhang i Luping Tanga predvode ekipu koja posljednjih godina traga za građevinskim materijalima budućnosti. Zajedno su razvili i prvi koncept punjive baterije na bazi cementa.

Emma Zhang i Luping Tang, istraživači Tehnološkog sveučilišta Chalmers
Emma Zhang i Luping Tang, istraživači Tehnološkog sveučilišta Chalmers

Koncept uključuje smjesu na bazi cementa, s malim količinama kratkih ugljičnih vlakana koje povećavaju vodljivost i otpornost na savijanje. U smjesu se ugrađuje mreža ugljičnih vlakana presvučenih metalom, željezom za anodu i niklom za katodu. Nakon brojnih eksperimenata, sad se došlo i do prototipa.
 
Rezultati ranijih studija koje su istraživale tehnologiju betonskih baterija pokazali su vrlo niske performanse. Zbog toga su istraživači počeli razmišljati izvan okvira i smislili drugačiji način proizvodnje elektrode. Njihov pristup izradi punjive cementne baterije dokazano je funkcionalan, barem u laboratorijskim uvjetima. 

Veliki volumen nadoknađuje malu gustoću

Prosječnom gustoća energije je 7 vatsati po kvadratnom metru, odnosno 0,8 vatsati po litri. Gustoća energije koristi se za izražavanje kapaciteta baterije, a skromna procjena je da bi performanse nove baterije mogle biti više od deset puta veće od ranijih eksperimenata s betonskim baterijama. 

Prototip baterije na bazi cementa
Prototip baterije na bazi cementa

Gustoća energije još je uvijek niska u usporedbi s komercijalnim baterijama, ali ovo bi se ograničenje moglo prevladati zahvaljujući potencijalno velikom volumenu baterije ugrađivane u temelje i zidove zgrada.

Punjiva baterija mogla bi spremati energiju, a potencijali korištenja su ogromni, od napajanja LED dioda, pružanja 4G veza u udaljenim područjima ili katodne zaštite od korozije u betonskoj infrastrukturi.

Baterije bi se mogle povezati s pločama solarnih ćelija za opskrbu električnom energijom i služiti kao izvor energije za nadzorne sustave na autocestama ili mostovima, a senzori kojima upravlja betonska baterija mogli otkriti pucanje materijala ili koroziju.

Alternativno rješenje

Ovaj revolucionaran koncept, vjeruju istraživači, nudi alternativno rješenje za energetsku krizu i osigurava skladištenje velikih količina energije. Beton, koji nastaje miješanjem cementa s drugim sastojcima, najčešće je korišteni svjetski građevinski materijal. Iz perspektive održivosti daleko je od idealnog, ali dodavanje nove funkcionalnosti otvara drugačije perspektive. 

Slika jednoćelijske strukturne baterije na bazi cementa. Multimetar pokazuje potencijal od 1,24 V nakon 3-satnog pražnjenja
Slika jednoćelijske strukturne baterije na bazi cementa. Multimetar pokazuje potencijal od 1,24 V nakon 3-satnog pražnjenja

U budućnosti bi ova tehnologija mogla omogućiti izgradnju dijelova višekatnica od funkcionalnog betona. S obzirom na to da bi se elektrode mogle ugrađivati u bilo koju betonsku površinu, riječ je o ogromnim količinama funkcionalnog betona, kažu istraživači.

Ideja je još uvijek u vrlo ranoj fazi razrade, a tu je i niz tehničkih pitanja koja treba riješiti prije komercijalizacije, od produljenja vijeka trajanja baterije do recikliranja.

Budući da se betonska infrastruktura obično gradi za pedeset ili stotinu godina, baterije bi trebalo usavršiti kako bi i one trajale toliko, ili treba iznaći način da se lakše zamijene i recikliraju kad im istekne radni vijek. To je veliki izazov s tehničke točke gledišta, no istraživači se nadaju da njihova inovacija ima budućnost.

📢 Uštedi do 12%

iPad

Idealni za kreativce i svakodnevnu uporabu!

769,99€ 5.801,49 kn 875,84€ Kupi

📢 3 godine jamstva

VERBATIM SSD

128GB, Vi550 S3, SATA 3, 2.5", 560/430 MB/s

22,99€ 173,22 kn Kupi


Najjednostavniji streaming ikad

ARCAM Solo Uno

Solo Uno donosi potpunu jednostavnost u složeni svijet audio streaminga pružajući kompaktan, elegantan i elegantan streamer s ugrađenim pojačalom

549,00 € 4.136,44 kn 728,52 € Akcija