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

Więcej ważnych informacji

Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Telekomunikacja

Rząd zmienia ustawę o cyberbezpieczeństwie. Zdaniem ekspertów może to negatywnie wpłynąć na wdrażanie w Polsce sieci 5G

Projekt zmian w ustawie o Krajowym Systemie Cyberbezpieczeństwa wprowadza duże zmiany w sektorze telekomunikacyjnym i będzie mieć istotny wpływ na wdrażanie w Polsce sieci 5G. Zawarte w nich przepisy budzą wątpliwości rynkowych graczy, którzy wskazują na luki i niezgodność z innymi aktami prawnymi. Kontrowersyjny jest także tryb procedowania projektu. Trafił on do publicznych konsultacji 8 września, a na przesyłanie opinii resort cyfryzacji dał stowarzyszeniom branżowym, przedsiębiorcom i instytutom naukowym tylko 14 dni. Termin ekspresowych konsultacji upływa na początku przyszłego tygodnia. Eksperci zauważają, że termin powinien być przynajmniej dwukrotnie dłuższy.

Jak korzystać z materiałów Newserii?

Ważne informacje dla dziennikarzy i mediów

Wszystkie materiały publikowane w serwisach agencji informacyjnej Newseria przeznaczone są do bezpłatnej dystrybucji poprzez serwisy internetowe, stacje radiowe i telewizje, wydawców prasy oraz aplikacje pełniące funkcję agregatorów newsów. 

Szczegóły dotyczące warunków współpracy znajdują się tutaj.

Internet

Polskie miasta stają się coraz bardziej smart. Inteligentne ławki ładują telefony energią słoneczną, a wiaty autobusowe zdalnie zarządzają rozkładami jazdy

Rosną inwestycje w zieloną energię. Na świecie powstały już np. statek z solarnymi żaglami, fotowoltaiczna autostrada, a nawet owadobójcza lampa z panelem fotowoltaicznym. Także miasta stawiają na energię słoneczną. W Los Angeles już ponad połowa infrastruktury miejskiej jest zasilana słońcem, począwszy od parkomatów po oświetlenie drogowe. Podobnie może być także w Polsce. Polska firma oferuje inteligentne solarne ławki generujące energię, którą można wykorzystać do zasilania smartfonów czy tabletów. Rocznie jedna ławka może doładować nawet 15 tys. telefonów.

 

Medycyna

Coraz więcej polskich patentów związanych z ochroną przed koronawirusem. W Urzędzie Patentowym RP już ok. 100 zgłoszeń dotyczy COVID-19

Od rozpoczęcia pandemii liczba zgłoszeń wynalazków w Urzędzie Patentowym wzrosła o ponad 5 proc. – Obecnie ponad 100 jest bezpośrednio związanych z ochroną przed COVID-19 – mówi Edyta Demby-Siwek, prezes Urzędu Patentowego RP. W Polsce pojawiły się już np. urządzenia dezynfekujące, które samoistnie i pod ciśnieniem rozpylają mgiełkę, od razu pokrywającą całą powierzchnię dłoni. Powstały też bramy dezynfekujące oparte na działaniu światła UVC czy namiot barierowy.