Newsy

Inteligentne cegły potrafią magazynować energię. Ukryte w konstrukcji budynku mogą zasilać np. elementy smart home

2020-08-14  |  06:00
Wszystkie newsy

Naukowcy z Uniwersytetu Waszyngtona w St. Louis przeprowadzili eksperymenty z wykorzystaniem cegieł budowlanych w roli nośnika i magazynu energii elektrycznej. Dzięki wykorzystaniu zjawiska polaryzacji udało się przepuścić przez nie prąd i zasilić niewielką diodę LED. Materiały tego typu mogą sprawdzić się do budowy inteligentnych domów wyposażonych w innowacyjne technologie do gromadzenia i przesyłania energii.

– Opracowaliśmy powłokę z przewodzącego polimeru PEDOT, która składa się z nanowłókien wnikających w wewnętrzną, porowatą sieć cegły. Powłoka polimerowa pozostaje wewnątrz cegły i służy jako gąbka jonowa, która przechowuje i przewodzi prąd – tłumaczy Julio D’Arcy, docent na Wydziale Chemii w Uniwersytecie Waszyngtona w St. Louis.

Wykorzystanie cegieł w roli nośnika energii pozwoli zmienić podejście do budowania ekologicznych, niskoemisyjnych domów. Choć ich stosunek masy całkowitej do maksymalnej pojemności nie jest tak korzystny jak w przypadku klasycznych baterii wykorzystywanych w przydomowych kolektorach słonecznych, pełnią podwójną funkcję – mogą sprawdzić się zarówno w roli konstrukcji nośnej, jak i wszechstronnego magazynu energii.

Baterie tego typu mają także znacznie mniejszy wpływ na środowisko naturalne, ulegają wolniejszej degradacji, a koszt ich wytworzenia będzie zauważalnie niższy niż typowych banków energii wykorzystywanych do przechowywania energii ze źródeł odnawialnych.

– Nasza metoda działa ze zwykłą cegłą lub cegłami pochodzącymi z recyklingu, możemy również wykonać własne cegły – wskazuje Julio D’Arcy.  – Praca, którą opublikowaliśmy w „Nature Communications”, opiera się na cegłach zakupionych w markecie po 65 centów.

Wstępne testy laboratoryjne wykazały, że „ceglane” baterie znacznie lepiej znoszą ekstremalne warunki atmosferyczne niż klasyczne ogniwa. Mogą pracować zarówno przy mrozie dochodzącym do -40 stopni Celsjusza, jak i w upalne lato, kiedy powietrze wokół budynku rozgrzewa się do 60 stopni Celsjusza. Ponadto wykazują pełną sprawność operacyjną po zanurzeniu w wodzie. Oznacza to, że sprawdzą się praktycznie na każdej szerokości geograficznej oraz w każdej strefie klimatycznej.

Za wykorzystaniem cegieł z powłoką PEDOT do zasilania ekologicznych domów przemawia także błyskawiczny czas ładowania. Badania laboratoryjne wykazały, że dziesięciosekundowa sesja ładowania pozwala zasilać oświetlenie LED przez 10 minut bez przerwy. Ogniwa tego typu można także bardzo łatwo rozbudowywać i tworzyć rozległe magazyny energii składające się z wielu ścian. Tym samym zeroemisyjne domy mogłyby przechowywać duże ilości energii elektrycznej bez konieczności budowania oddzielnych pomieszczeń na baterie, gdyż te byłyby ukryte w konstrukcji budynku.

– Cegły z powłoką PEDOT są idealnymi elementami budowlanymi, które mogą zapewnić zasilanie np. oświetlenia awaryjnego – przekonuje ekspert. – 50 naszych cegieł z ogniwami słonecznymi umożliwiłoby zasilanie oświetlenia awaryjnego przez pięć godzin.

Materiał tego typu ułatwiłby także projektowanie inteligentnych domów o wysokim stopniu wyspecjalizowania, w których montuje się wiele czujników czy kamer wymagających źródła zasilania. Dziś urządzenia tego typu podłącza się do gniazdka bądź zasila bateryjnie, a dzięki zastosowaniu cegieł z powłoką PEDOT energia mogłaby być pobierana bezpośrednio ze ściany budynku, bez konieczności instalowania skomplikowanego systemu kabli.

– Ceglana ściana służąca jako superkondensator może być ładowana setki tysięcy razy w ciągu godziny. Jeśli podłączy się ze sobą kilka cegieł, mogą w łatwy sposób zasilać np. czujniki półprzewodnikowe – wskazuje Julio D’Arcy.

Według firmy badawczej Market Research Future wartość globalnego rynku budownictwa zeroemisyjnego do 2025 roku wzrośnie do 22,66 mld dol. W najbliższych latach ma się rozwijać w tempie 12,66 proc. w skali roku.

Czytaj także

Kalendarium

Więcej ważnych informacji

Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Infrastruktura

Ustawa o ochronie ludności i obronie cywilnej wchodzi w życie. Najważniejszym zadaniem przygotowanie społeczeństwa na zagrożenia

1 stycznia weszła w życie większość zapisów ustawy o ochronie ludności i obronie cywilnej. MSWiA i MON, autorzy przepisów, podkreślają, że pozwolą one stworzyć nowy system reagowania na różnego typu zagrożenia w czasie pokoju i wojny. Legislacja to jednak pierwszy etap tego procesu, który teraz wymaga wysiłków w praktyce, również w obszarze edukacji społeczeństwa. Kwestie ochrony ludności i obrony cywilnej mają być jednym z priorytetów polskiej prezydencji w UE w obszarze spraw wewnętrznych.

Prawo

Hazard coraz poważniejszym problemem dla zdrowia publicznego. Najbardziej zagrożone są dzieci

Z badania Komisji Zdrowia Publicznego „Lancet” ds. hazardu wynika, że na całym świecie stanowi on większe zagrożenie dla zdrowia publicznego, niż do tej pory sądzono. Jego szybki rozwój za pośrednictwem telefonów komórkowych i internetu sprawia, że kasyno można mieć dziś w kieszeni, dlatego zdaniem naukowców należy go traktować podobnie jak tytoń i alkohol. Zaburzenia związane z hazardem dotykają niemal 16 proc. dorosłych korzystających z kasyn online lub automatów, coraz częściej narażone są na nie także dzieci.

Prawo

Mija rok obowiązywania ustawy o opiece geriatrycznej. W systemie opieki nad seniorami zmieniło się niewiele

Rok obowiązywania ustawy o szczególnej opiece geriatrycznej nie przyniósł znaczących zmian w systemie opieki nad seniorami, ale zdaniem lekarzy dzięki niej więcej rozmawia się o problemach tego sektora i szuka się odpowiednich rozwiązań, bardziej dopasowanych do krajowych realiów. Problemem pozostaje brak geriatrów oraz brak odpowiedniej liczby oddziałów geriatrycznych. Eksperci postulują możliwość przygotowania lekarzy innych specjalizacji do opieki nad seniorami, przede wszystkim POZ, a także położenie większego nacisku na wielodyscyplinarne podejście do tej opieki.

Szkolenia

Akademia Newserii

Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a  także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.