Ang unang konsepto ng mundo ng mga baterya na nakabatay sa semento – isipin ang isang 20 palapag na gusali na nag-iimbak ng enerhiya tulad ng isang higanteng baterya

Pag-isipan ang isang buong dalawampung-palapag na kongkretong gusali na maaaring mag-imbak ng enerhiya tulad ng isang higanteng baterya. Salamat sa natatanging pagsasaliksik mula sa Chalmers University of Technology, Sweden, ang gayong paningin ay maaaring isang araw ay maging isang katotohanan. Kamakailan lamang, ang mga mananaliksik mula sa Kagawaran ng Arkitektura at Konstruksiyon ay naglathala ng isang artikulo na nagbabalangkas ng isang bagong konsepto ng mga rechargeable na baterya – gawa sa semento. May-akda: Ian Strandquist / Chalmers University of Technology

Pag-isipan ang isang buong dalawampung-palapag na kongkretong gusali na maaaring mag-imbak ng enerhiya tulad ng isang higanteng baterya. Salamat sa natatanging pagsasaliksik mula sa Chalmers University of Technology, Sweden, ang gayong paningin ay maaaring isang araw ay maging isang katotohanan. Kamakailan lamang, ang mga mananaliksik mula sa Kagawaran ng Arkitektura at Konstruksiyon ay naglathala ng isang artikulo na nagbabalangkas ng isang bagong konsepto ng mga rechargeable na baterya – gawa sa semento.

Ang patuloy na pagtaas ng pangangailangan para sa napapanatiling mga materyales sa gusali ay nagdudulot ng pangunahing hamon para sa mga mananaliksik. Si Dr. Emma Zhang, dating Sweden University of Technology, Sweden, ay sumali sa pangkat ng pagsasaliksik ni Propesor Luping Tang ilang taon na ang nakakalipas upang maghanap para sa mga materyales sa gusali sa hinaharap. Ngayon ay sama-sama nilang binuo ang unang konsepto ng mundo ng isang baterya na batay sa semento.

Ang konsepto ay unang nagsasama ng isang pinaghalong batay sa semento na may isang maliit na halaga ng maikling carbon fiber na nagdaragdag ng conductivity at lakas ng pagbaluktot. Pagkatapos ng isang carbon-fiber mesh na may isang takip na metal – bakal para sa isang anod at nikel para sa isang katod ay pinapanatili sa loob ng isang halo. Pagkatapos ng mahabang eksperimento, ito ang prototype na ipinakita ngayon ng mga mananaliksik.

Prototype ng baterya na nakabatay sa semento

Isang baterya ng prototype na binuo ng mga mananaliksik. May-akda: Chalmers University of Technology

“Ang mga resulta ng nakaraang mga pag-aaral na sumuri sa teknolohiya ng mga kongkretong baterya ay nagpakita ng napakababang pagganap, kaya napagtanto namin na kailangan naming mag-isip sa labas ng kahon upang makabuo ng ibang paraan upang makabuo ng isang elektrod. Ang partikular na ideyang ito na binuo namin, at maaari din itong muling magkarga, hindi pa napag-aralan dati. Ngayon mayroon kaming katibayan ng konsepto sa isang sukatan sa laboratoryo, “paliwanag ni Emma Zhang.

Ang mga pag-aaral ni Luping Tang at Emma Zhang ay lumikha ng isang baterya na batay sa semento na may average na density ng enerhiya na 7 watts bawat square meter (o 0.8 watts bawat litro). Ginagamit ang density ng enerhiya upang maipahayag ang kapasidad ng baterya, at isang katamtamang pagtatantya ay ang pagganap ng isang bagong baterya ng Chalmers na maaaring higit sa sampung beses na mas mataas kaysa sa mga pagtatangka ng kongkretong baterya. Ang density ng enerhiya ay mababa pa rin kung ihahambing sa mga komersyal na baterya, ngunit ang limitasyon na ito ay maaaring mapagtagumpayan dahil sa malaking dami kung saan maaaring maitayo ang baterya kapag ginamit sa mga gusali.

Isang potensyal na susi sa pagtugon sa mga isyu sa pag-iimbak ng enerhiya

Ang katotohanan na ang baterya ay maaaring ma-rechargeable ay ang pinakamahalagang kalidad nito, at ang mga posibilidad ng paggamit kapag ang konsepto ay karagdagang binuo at na-komersyalisasyon ay halos nakakapagod. Ang pag-iimbak ng enerhiya ay isang halatang posibilidad, iba ang pagsubaybay. Nakikita ng mga mananaliksik ang mga application na maaaring saklaw mula sa pag-power ng mga LED, na nagbibigay ng pagkakakonekta ng 4G sa mga malalayong lugar o proteksyon sa kaagnasan ng cathodic sa kongkretong imprastraktura.

“Maaari itong isama sa mga solar panel, halimbawa, upang magbigay ng elektrisidad at gawing isang mapagkukunan ng enerhiya para sa mga sistema ng pagsubaybay sa mga highway at tulay, kung saan ang mga sensor na pinapatakbo ng isang kongkretong baterya ay maaaring makakita ng mga bitak at kaagnasan,” naniniwala si Emma Zhang.

Emma Zhang at Luping Tang

“Ang mga resulta ng nakaraang mga pag-aaral na sumuri sa teknolohiya ng mga kongkretong baterya ay nagpakita ng napakababang pagganap, kaya napagtanto namin na kailangan naming mag-isip sa labas ng kahon upang makabuo ng ibang paraan upang makabuo ng isang elektrod. Ang partikular na ideyang ito na binuo namin, at maaari din itong muling magkarga, hindi pa napag-aralan dati. Mayroon na kaming katibayan ng isang konsepto sa isang sukatan sa laboratoryo, “paliwanag ni Emma Zhang, Ph.D., dating Tagapangulo ng Arkitektura at Konstruksyon sa Chalmers University of Technology, ngayon ay isang matandang mananaliksik sa Suweko ng Sweden.” Naniniwala kami na ang konseptong ito ay gumagawa ng isang malaking kontribusyon sa pagpapagana ng mga hinaharap na materyales sa konstruksyon ay may karagdagang mga pagpapaandar tulad ng nababagong enerhiya, “sabi ni Luping Tang, isang propesor sa Kagawaran ng Arkitektura at Konstruksyon sa Chalmers University of Technology. May-akda: Chalmers University of Technology

Ang konsepto ng paggamit ng mga istraktura at gusali ay maaaring maging rebolusyonaryo dahil nag-aalok ito ng isang kahaliling solusyon sa krisis sa enerhiya sa pamamagitan ng pagbibigay ng isang malaking halaga ng pag-iimbak ng enerhiya.

Ang kongkreto, na nabuo sa pamamagitan ng paghahalo ng semento sa iba pang mga sangkap, ay ang pinaka-karaniwang ginagamit na materyal na gusali sa buong mundo. Sa mga tuntunin ng pagpapanatili ito ay malayo sa perpekto, ngunit ang kakayahang magdagdag ng pag-andar dito ay maaaring mag-alok ng isang bagong sukat. Komento ni Emma Zhang:

“Nakita namin na sa hinaharap ang teknolohiyang ito ay maaaring payagan ang buong mga seksyon ng mga mataas na gusali na gawa sa konkretong ginagamit. Dahil sa isang layer ng elektrod na ito ay maaaring mailagay sa anumang kongkretong ibabaw, pinag-uusapan natin ang tungkol sa napakaraming dami ng mga kongkretong ginagamit. “

Ang mga problema ay mananatili sa mga aspeto ng buhay sa serbisyo

Ang ideya ay nasa maagang yugto pa rin. Teknikal na mga isyu na kailangang tugunan bago ang gawing pangkalakalan ng teknolohiya ay maaaring maging isang katotohanan, tulad ng pagtaas ng buhay ng baterya at pagbuo ng mga diskarte sa pag-recycle. “Dahil ang kongkretong imprastraktura ay karaniwang itinatayo sa limampu o kahit isang daang taon, ang mga baterya ay kailangang pagbutihin upang matugunan ito, o upang gawing mas madaling palitan at i-recycle ang mga ito kapag nag-expire na. Sa ngayon, lumilikha ito ng isang seryosong problema mula sa isang teknikal na pananaw, “sabi ni Emma Zhang.

Ngunit inaasahan ng mga mananaliksik na ang kanilang mga makabagong ideya ay maraming maalok. “Kumbinsido kami na ang konseptong ito ay nagbibigay ng isang malaking kontribusyon sa pagpapagana sa hinaharap na mga materyales sa gusali na magkaroon ng karagdagang mga pagpapaandar tulad ng nababagong enerhiya,” pagtatapos ni Luping Tang.

Sanggunian: “Concrete Battery” ni Emma Qinnan Zhang at Luping Tang, Marso 9, 2021, Mga Gusali.
DOI: 10.3390 / mga gusali11030103

Ang proyekto sa pagsasaliksik ay pinondohan ng Sweden Energy Agency (Energimyndigheten).

Higit pang impormasyong panteknikal tungkol sa mga baterya na nakabatay sa semento

Ang mga mananaliksik ay nakabuo ng isang prototype na nakabatay sa semento na baterya na may average density ng enerhiya na 7 Wh / m2 (o 0.8 Wh / L) na higit sa anim na siklo ng pag-charge at paglabas. Sinubukan nila ang ilang mga kumbinasyon ng mga electrode at nalaman na ang isang iron anode at isang nickel-based oxide cathode ay nagbibigay ng pinakamahusay na mga resulta. Ang kondaktibiti ng electrolyte na nakabatay sa semento ay nadagdagan sa pamamagitan ng pagdaragdag ng maikling mga hibla ng carbon, na nag-eeksperimento ng iba’t ibang mga ratios upang makita ang pinakamainam na halo ng tungkol sa 0.5% carbon fiber.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang Koponan sa Underwater Archeology ay Nakahanap ng 9,000-Taong-Taong Mga Bato ng Artifact

Kredito: Unibersidad ng Texas sa Arlington Ang pangkat ng arkeolohiya sa ilalim ng dagat ay natagpuan ang mga sinaunang obsidian na natuklap na 2,000 milya...

Nabawasan ang Panganib sa Kanser Kabilang sa Mga Pasyente sa Pagkabigo ng Puso na Gumagamit ng Statins

Ang paggamit ng Statin ay na-link sa isang pinababang panganib ng cancer sa mga pasyente na may kabiguan sa puso. Kredito: European Heart...

Tagumpay sa Teknolohiya ng Ultrathin para sa Revolution ng Night Vision – “Ginawa Namin ang Hindi Makikita”

Sinabi ni Dr. Rosso Camacho Morales na ang mga mananaliksik ay "hindi nakikita, nakikita." May-akda: Jamie Kidston, Australian National University Hayaan may ilaw! ...

Kapag Kakulangan sa Trabaho ng mga empleyado, Nakakuha sila ng Paranoid – At Aggressive

Kung ang mga empleyado ay walang kapangyarihan sa lugar ng trabaho, maaari silang makaramdam ng mahina at paranoid. Sa halip, ang paranoia na...

Ang kabuuang solar eclipses ay nag-iilaw sa solar wind

Pinapayagan ng mga espesyal na filter na masukat ang mga siyentipiko ng iba't ibang mga temperatura sa corona sa panahon ng pangkalahatang mga eclipse...

Newsletter

Subscribe to stay updated.