Inteligentne cegły potrafią magazynować energię. Ukryte w konstrukcji budynku mogą zasilać np. elementy smart home
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
- 2024-12-13: PZU chce mocniej inwestować w sektor zdrowia i transformację energetyki. W strategii do 2027 roku zapowiada duże zmiany w strukturze grupy
- 2024-12-03: W rządowym planie na rzecz energii i klimatu zabrakło konkretów o finansowaniu transformacji. Bez tego trudno będzie ją przeprowadzić
- 2024-11-19: Polacy wprowadzają na razie tylko drobne nawyki proekologiczne. Do większych zmian potrzebują wsparcia
- 2024-11-12: Polskę czeka boom w magazynach energii. Rząd pracuje nad nowymi przepisami
- 2024-11-18: Potrzeba 10 razy większej mocy magazynów energii, niż obecnie mamy. To pomoże odciążyć system
- 2024-11-08: Samorządy inwestują w mieszkania dla studentów i absolwentów. Chcą w ten sposób zatrzymać odpływ młodych ludzi
- 2024-10-31: Rosnące ceny energii i usług podbijają inflację. W pierwszej połowie przyszłego roku będzie się utrzymywać około 5-proc. wzrost cen
- 2024-11-05: Polacy boją się obniżenia poziomu życia na emeryturze. 40 proc. na ten cel oszczędza
- 2024-11-06: Coraz więcej Polaków deklaruje, że nie marnuje żywności. Wciąż jednak do kosza trafia 5 mln t jedzenia rocznie
- 2024-10-28: Polski przemysł nie jest gotowy na większy udział OZE. Potrzebne są inwestycje w magazyny energii
Kalendarium
Więcej ważnych informacji
Jedynka Newserii
Jedynka Newserii
Transport
W Europie segment elektrycznych małych aut miejskich zapóźniony o trzy–cztery lata. Hyundai chce to zmienić
Niewielki, ale pojemny dwubryłowy samochód z segmentu małych aut miejskich – Hyundai Inster – to najnowsza propozycja koreańskiego producenta. Samochód przedstawiany jest jako najtańszy elektryk w ofercie Hyundaia, który ma przekonać do elektromobilności kolejną grupę kierowców. Tym bardziej że dotąd na rynku brakowało aut elektrycznych z segmentu A. W nowym modelu producent zastosował zaawansowane technologie, m.in. system pompy ciepła, która ogrzewa akumulator, by zminimalizować utratę energii.
Nauka
Agencja Badań Medycznych walczy z czasem przy obsłudze konkursów z KPO. Największym problemem są braki kadrowe
W 2024 roku do Agencji Badań Medycznych wpłynęło dwa–trzy razy więcej wniosków niż zazwyczaj. To zasługa pięciu konkursów w ramach Krajowego Planu Odbudowy, szczególnie dotyczącego badań biomedycznych. Przez braki kadrowe i stopień skomplikowania wniosków niedawno agencja zdecydowała o przedłużeniu terminu oceny wniosków w jednym z konkursów. To jednak powoduje, że beneficjenci będą mieli bardzo mało czasu na realizację projektów.
Ochrona środowiska
Powodzie, susze i zanieczyszczenie rzek to największe zagrożenia wodne dla Polski. Brakuje specjalistów w tej dziedzinie
Zagrożenia związane z wodą pojawiają się w Polsce coraz częściej wraz ze wzrastającą częstotliwością występowania hydrologicznych zjawisk ekstremalnych, jak susze i powodzie. Problemem jest również niska jakość wody w rzekach – tylko 1,8 proc. naszych rzek ma wodę pierwszej klasy czystości, zdatnej do picia. Polska Akademia Nauk powołała Komitet Nauk o Wodzie i Gospodarki Wodnej. Jego celem jest przede wszystkim wypracowanie programu badawczego ukierunkowanego na bezpieczeństwo wodne Polski, diagnoza zagrożeń i propozycje skutecznych rozwiązań.
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.