Dél-koreai mérnökök feltaláltak egy olyan cementalapú kompozit anyagot, amelyből betonba ágyazva olyan szerkezeteket készíthetnek, amelyek a külső mechanikai energiaforrások – például lépések, szél, eső és hullámok – révén áramot termelnek és tárolnak. Azáltal, hogy az építmények egy részét energiaforrássá alakítják, a cement megoldhatja azt a problémát, hogy az épített környezet a világ energiafelhasználásának 40%-áért felel.
Az épületek használóinak nem kell aggódniuk az áramütés miatt. A vizsgálatok kimutatták: a cementkeverék 1%-os térfogatát kitevő szénszálak már elegendőek ahhoz, hogy a cement a kívánt elektromos tulajdonságokkal rendelkezzen anélkül, hogy a szerkezeti tulajdonságait veszélyeztetnék, és a keletkező áram jóval gyengébb volt, mint az emberi test számára megengedett maximális szint.
Az Incheon Nemzeti Egyetem, a Kyung Hee Egyetem és a Koreai Egyetem gépész- és építőmérnöki kutatói olyan cementalapú kompozitot (CBC) fejlesztettek ki szénszálak felhasználásával, amely triboelektromos nanogenerátorként (TENG), egyfajta mechanikai energiagyűjtőként is képesek működni.
A kifejlesztett anyag felhasználásával laboratóriumi méretű szerkezetet és CBC-alapú kondenzátort terveztek, hogy teszteljék annak energiagyűjtő és -tároló képességét. „Olyan szerkezeti energiaanyagot akartunk kifejleszteni, amely felhasználható nettó nulla energiafelhasználású szerkezetek építésére, és amelyek saját villamos energiát használnak és termelnek” – nyilatkozta Seung-Jung Lee, az Incheon Nemzeti Egyetem Építő- és Környezetmérnöki Tanszékének professzora. „Mivel a cement nélkülözhetetlen építőanyag, úgy döntöttünk, hogy elektromos vezető töltőanyagokkal együtt felhasználjuk a CBC-TENG rendszerünk központi vezető elemeként” – tette hozzá. (Kutatásuk eredményeit ebben a hónapban a Nano Energy című folyóiratban tették közzé.)
Az energiatárolás és -gyűjtés mellett az anyagot olyan önérzékelő rendszerek tervezésére is fel lehetne használni, amelyek külső energia nélkül figyelik a szerkezetek állapotát és megjósolják a betonszerkezetek hátralévő élettartamát. „A végső célunk az volt, hogy olyan anyagokat fejlesszünk ki, amelyek jobbá teszik az emberek életét, és nem igényelnek plusz energiát ahhoz, hogy megmentsék a bolygót. Arra számítunk, hogy a tanulmányból származó eredmények felhasználhatók a CBC alkalmazhatóságának kiterjesztésére, mint például a nettó nulla energiafelhasználású szerkezetek építése” – mondta Lee professzor. (Forrás: https://www.globalconstructionreview.com/electrifying-new-cement-makes-concrete-generate-electricity/ )
