Pirmoji pasaulyje įkraunamų cemento baterijų koncepcija: įsivaizduokite 20 aukštų pastatą, kuris taupo energiją kaip milžiniškas akumuliatorius

Įsivaizduokite visą dvidešimt aukštų betoninį pastatą, kuriame energija gali būti kaupiama kaip milžiniška baterija. Unikalaus Švedijos Chalmerso technologijos universiteto atlikto tyrimo dėka tokia vizija vieną dieną gali tapti realybe. Neseniai Užsienio reikalų ministerijos Civilinės inžinerijos katedros tyrėjai neseniai paskelbė straipsnį, kuriame išdėstyta nauja iš cemento pagamintų akumuliatorių koncepcija. Paskola: Ianas Strandquistas / Chalmerso technologijos universitetas

Įsivaizduokite visą dvidešimt aukštų betoninį pastatą, kuriame energija gali būti kaupiama kaip milžiniška baterija. Unikalių tyrimų dėka Chalmerso technologijos universitetas, Švedija, tokia vizija vieną dieną gali tapti realybe. Neseniai Užsienio reikalų ministerijos Civilinės inžinerijos katedros tyrėjai neseniai paskelbė straipsnį, kuriame išdėstyta nauja iš cemento pagamintų akumuliatorių koncepcija.

Nuolat didėjantis tvarių statybinių medžiagų poreikis kelia didelius iššūkius tyrėjams. Daktarė Emma Hang Ang, buvusi Švedijos Chalmerso technologijos universiteto absolventė, prieš kelerius metus prisijungė prie profesoriaus Luping Tango mokslinių tyrimų grupės, ieškodama statybinių medžiagų ateičiai. Kartu jie sukūrė pirmąją pasaulyje įkraunamo akumuliatoriaus cemento pagrindu koncepciją.

Pirmiausia ši koncepcija apima cemento mišinį su nedideliu kiekiu trumpo anglies pluošto, kuris padidina laidumą ir lankstumą. Tada mišinys padengiamas metaliniu anglies pluošto tinklu, skirtu geležies anodo և nikeliui katodui. Po daugybės eksperimentų tai yra prototipas, kurį dabar pateikia tyrėjai.

Emento pagrindu pagaminto akumuliatoriaus prototipas

Tyrėjų sukurtas akumuliatoriaus prototipas. Paskola Chalmerso technologijos universitetas

„Ankstesni betono akumuliatorių technologijos tyrimai parodė labai mažą našumą, todėl supratome, kad turime galvoti už dėžutės ribų, kad sukurtume kitą būdą gaminti elektrodą. Ši mūsų sukurta ypatinga idėja, kuri taip pat įkraunama, dar nebuvo tyrinėta. Dabar turime laboratorijos mastelio idėjos įrodymą “, – aiškina Emma Hang Ang.

Lupingo Tango tyrimas և Emma Zhang pagamino daugkartinį įkraunamą cemento pagrindo akumuliatorių, kurio vidutinis energijos tankis buvo 7 Watthours / kvadratinis metras (arba 0.8 Watthours / litre). Energijos tankis naudojamas akumuliatoriaus energijai išreikšti. Kuklus vertinimas rodo, kad naujos „Chalmers“ baterijos našumas gali būti dešimt kartų didesnis nei ankstesnių bandymų naudoti betonines baterijas. Energijos tankis, palyginti su komercinėmis baterijomis, vis dar yra mažas, tačiau šį apribojimą galima įveikti tuo, kad akumuliatorius gali būti pastatytas naudojant pastatuose.

Galimas raktas sprendžiant energijos kaupimo problemas

Tai, kad akumuliatorius kraunamas, yra svarbiausia jo kokybė, naudojimo galimybės, jei koncepcija bus toliau plėtojama, išnaudojama, yra beveik stulbinančios. Energijos taupymas yra akivaizdi galimybė, stebėjimas yra kita. Tyrėjai mato programas, kurios gali svyruoti nuo LED maitinimo šaltinio, 4G ryšio tolimose vietose ar katodinės apsaugos nuo betono betono infrastruktūroje.

„Jis gali būti derinamas su natūraliomis baterijomis, pavyzdžiui, tiekiant elektros energiją magistralių stebėjimo sistemoms magistralėse ar tiltuose, kur betoninėmis baterijomis veikiantys jutikliai gali aptikti įtrūkimus ar koroziją“, – siūlo Emma Hang Ang.

Emma pakabink և Luping Tang

„Ankstesni betoninių baterijų technologijos tyrimai parodė labai žemą našumą, todėl supratome, kad turime galvoti už dėžutės ribų, kad sukurtume kitą būdą gaminti elektrodą. Ši mūsų sukurta ypatinga idėja, kuri taip pat įkraunama, dar nebuvo tyrinėta. „Dabar turime įrodymų laboratorijos mastu“, – aiškina mokslų daktarė Emma Hang Ang, pvz., Atsinaujinantys energijos šaltiniai, – sakė Chalmerso technologijos universiteto Architektūros ir statybos inžinerijos katedros profesorė Luping Tang. Paskola Chalmerso technologijos universitetas

Tokio pastatų naudojimo idėja gali būti revoliucinga, nes ji pasiūlys alternatyvų energijos krizės sprendimą, nes sutaupys daug energijos.

Betonas, kuris susidaro maišant cementą su kitais komponentais, yra plačiausiai naudojama statybinė medžiaga pasaulyje. Kalbant apie stabilumą, tai toli gražu nėra idealu, tačiau galimybė pridėti funkcionalumą gali pasiūlyti naują aspektą. Ema pakabinti komentarus.

„Mes turime viziją, kad ateityje ši technologija gali leisti pilnus daugiaaukščių pastatų skyrius, pagamintus iš funkcinio betono. “Atsižvelgiant į tai, kad bet koks betono paviršius gali būti padengtas šiuo elektrodo sluoksniu, mes kalbame apie didžiulius funkcinio betono kiekius.”

Išlieka iššūkių dėl tarnavimo laiko

Idėja dar labai ankstyvoje stadijoje. Techniniai klausimai, kuriuos dar reikia išspręsti, kol įrangos komercializacija tampa realybe, yra akumuliatoriaus tarnavimo laiko pratęsimas ir perdirbimo įrangos kūrimas. „Kadangi betoninė infrastruktūra paprastai yra pastatyta taip, kad tarnautų penkiasdešimt ar net šimtą metų, baterijas reikia pritaikyti, kad jos būtų tinkamos, arba jas bus lengviau pakeisti ar perdirbti, kai pasibaigs jų tarnavimo laikas. Kol kas tai kelia rimtą techninį iššūkį “, – sako Emma Hang Ang.

Tačiau tyrėjai tikisi, kad jų naujovės turi daug ką pasiūlyti. „Esame įsitikinę, kad ši koncepcija reikšmingai prisidės prie to, kad būsimos statybinės medžiagos galėtų atlikti papildomas funkcijas, pavyzdžiui, atsinaujinančius energijos šaltinius“, – apibendrina Luping Tang.

Nuoroda. Emma ing nine hang angi an Luping Tang Autorius: „Pakraunama betono baterija“, 2021 m Kovo 9 d. pastatai,
DOI: 10.3390 / pastatai 11030103

Tyrimo projektą finansavo Švedijos energetikos agentūra (Energimyndigheten).

Papildoma techninė informacija apie akumuliatorių, įkraunamą cemento pagrindu

Tyrėjai sukūrė akumuliatoriaus prototipą, pagrįstą įkraunamu cementu, kurio vidutinis energijos tankis buvo 7 Wh / m2 (arba 0,8 Wh / L) per šešis įkrovimo ir iškrovimo etapus. Jie išbandė keletą elektrodų derinių ir nustatė, kad geriausius rezultatus suteikė geležies anodas ir nikelio pagrindu pagamintas oksido katodas. Elektrolito atveju cemento pagrindu pagaminto mišinio laidumas padidėjo pridedant trumpų anglies pluoštų, bandant skirtingus santykius rasti optimalų maždaug 0,5% anglies pluošto mišinį.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Naujasis „Ultrathin Liquid Liquid Crystal Metalens“ siūlo elektrinį padidinimą

Cornell հայ „Samsung“ inžinierių sukurtas ultragarso, elektra valdomų metalų konceptualus perteikimas. Paskola Danieliui Schilkinui Kornelio taikomosios inžinerijos mokyklos tyrėjai's „Samsung“ pirmaujantis technologijų institutas sukūrė...

Naujos keistų, išnykusių driežų rūšys – tokios keistos, kad buvo neteisingai identifikuotos kaip dinozauras su kolibriu

„Oculudentavis naga“, kaip pavaizduota šio menininko rekonstrukcijoje, buvo keistas driežas, kurį tyrėjai iš pradžių sunkiai skirstė į kategorijas. Jie vis dar nėra tikri...

Kavos mėgėjai, mėgaukitės! Gausus kavos vartojimas susijęs su sumažėjusia širdies nepakankamumo rizika

Tyrimo ataskaita: Išanalizavus tris pagrindinius širdies ligų tyrimus nustatyta, kad geriant vieną ar daugiau kavos su kofeinu puodelių buvo sumažinta širdies nepakankamumo rizika. Kavos be kofeino...

Atominė dalelė paversta antiteze ir pirmą kartą atvirkštinė nepaprasto eksperimento metu.

Fizikų komanda, įskaitant Warwick universitetą, įrodė, kad subatominės dalelės gali virsti ego antagonistais ir vėl grįžti į naują atradimą, ką tik atskleistą praėjusią savaitę. „Šis...

36 Nykštukų galaktikos kartu buvo „Naujųjų žvaigždžių kūdikių bumas“

„Rutgers“ išvados nėra skirtos ginčyti dabartinių idėjų apie galaktikų atsiradimą ir gali padidinti mūsų supratimą apie visatą. Kreditas: Rutgerso universitetas, Naujasis Bransvikas Stebina tai, kaip...

Newsletter

Subscribe to stay updated.