Naukowcy z Uniwersytetu Waszyngtona w St. Louis przeprowadzili eksperymenty z wykorzystaniem cegie? budowlanych w roli no?nika i magazynu energii elektrycznej. Dzi?ki wykorzystaniu zjawiska polaryzacji uda?o si? przepu?ci? przez nie pr?d i zasili? niewielk? diod? LED. Materia?y tego typu mog? sprawdzi? si? do budowy inteligentnych domów wyposa?onych w innowacyjne technologie do gromadzenia i przesy?ania energii.
– Opracowali?my pow?ok? z przewodz?cego polimeru PEDOT, która sk?ada si? z nanow?ókien wnikaj?cych w wewn?trzn?, porowat? sie? ceg?y. Pow?oka polimerowa pozostaje wewn?trz ceg?y i s?u?y jako g?bka jonowa, która przechowuje i przewodzi pr?d – t?umaczy Julio D’Arcy, docent na Wydziale Chemii w Uniwersytecie Waszyngtona w St. Louis.
Wykorzystanie cegie? w roli no?nika energii pozwoli zmieni? podej?cie do budowania ekologicznych, niskoemisyjnych domów. Cho? ich stosunek masy ca?kowitej do maksymalnej pojemno?ci nie jest tak korzystny jak w przypadku klasycznych baterii wykorzystywanych w przydomowych kolektorach s?onecznych, pe?ni? podwójn? funkcj? – mog? sprawdzi? si? zarówno w roli konstrukcji no?nej, jak i wszechstronnego magazynu energii.
Baterie tego typu maj? tak?e znacznie mniejszy wp?yw na ?rodowisko naturalne, ulegaj? wolniejszej degradacji, a koszt ich wytworzenia b?dzie zauwa?alnie ni?szy ni? typowych banków energii wykorzystywanych do przechowywania energii ze ?róde? odnawialnych.
– Nasza metoda dzia?a ze zwyk?? ceg?? lub ceg?ami pochodz?cymi z recyklingu, mo?emy równie? wykona? w?asne ceg?y – wskazuje Julio D’Arcy. – Praca, któr? opublikowali?my w „Nature Communications”, opiera si? na ceg?ach zakupionych w markecie po 65 centów.
Wst?pne testy laboratoryjne wykaza?y, ?e „ceglane” baterie znacznie lepiej znosz? ekstremalne warunki atmosferyczne ni? klasyczne ogniwa. Mog? pracowa? zarówno przy mrozie dochodz?cym do -40 stopni Celsjusza, jak i w upalne lato, kiedy powietrze wokó? budynku rozgrzewa si? do 60 stopni Celsjusza. Ponadto wykazuj? pe?n? sprawno?? operacyjn? po zanurzeniu w wodzie. Oznacza to, ?e sprawdz? si? praktycznie na ka?dej szeroko?ci geograficznej oraz w ka?dej strefie klimatycznej.
Za wykorzystaniem cegie? z pow?ok? PEDOT do zasilania ekologicznych domów przemawia tak?e b?yskawiczny czas ?adowania. Badania laboratoryjne wykaza?y, ?e dziesi?ciosekundowa sesja ?adowania pozwala zasila? o?wietlenie LED przez 10 minut bez przerwy. Ogniwa tego typu mo?na tak?e bardzo ?atwo rozbudowywa? i tworzy? rozleg?e magazyny energii sk?adaj?ce si? z wielu ?cian. Tym samym zeroemisyjne domy mog?yby przechowywa? du?e ilo?ci energii elektrycznej bez konieczno?ci budowania oddzielnych pomieszcze? na baterie, gdy? te by?yby ukryte w konstrukcji budynku.
– Ceg?y z pow?ok? PEDOT s? idealnymi elementami budowlanymi, które mog? zapewni? zasilanie np. o?wietlenia awaryjnego – przekonuje ekspert. – 50 naszych cegie? z ogniwami s?onecznymi umo?liwi?oby zasilanie o?wietlenia awaryjnego przez pi?? godzin.
Materia? tego typu u?atwi?by tak?e projektowanie inteligentnych domów o wysokim stopniu wyspecjalizowania, w których montuje si? wiele czujników czy kamer wymagaj?cych ?ród?a zasilania. Dzi? urz?dzenia tego typu pod??cza si? do gniazdka b?d? zasila bateryjnie, a dzi?ki zastosowaniu cegie? z pow?ok? PEDOT energia mog?aby by? pobierana bezpo?rednio ze ?ciany budynku, bez konieczno?ci instalowania skomplikowanego systemu kabli.
– Ceglana ?ciana s?u??ca jako superkondensator mo?e by? ?adowana setki tysi?cy razy w ci?gu godziny. Je?li pod??czy si? ze sob? kilka cegie?, mog? w ?atwy sposób zasila? np. czujniki pó?przewodnikowe – wskazuje Julio D’Arcy.
Wed?ug firmy badawczej Market Research Future warto?? globalnego rynku budownictwa zeroemisyjnego do 2025 roku wzro?nie do 22,66 mld dol. W najbli?szych latach ma si? rozwija? w tempie 12,66 proc. w skali roku.
