باتری بتنی قابل شارژ، تامین انرژی شهر‌های هوشمند

محققان معماری و مهندسی عمران، طرح مفهومی یک باتری سیمانی را ارائه کرده‌اند که می‌تواند در ساخت شهر‌های هوشمند استفاده شود. این باتری می‌تواند در دیود‌های نورگسیل ال. ای. دی (LED)، راه‌اندازی ارتباط اینترنتی ۴جی در مناطق دورافتاده یا برای محافظت کاتُدی در برابر خوردگی، مورد استفاده قرار بگیرد.

این باتری‌ها می‌توانند با اتصال به پنل‌های خورشیدی، برای پایش و کنترل بزرگراه‌ها یا پل‌ها - تَرَک‌ها و سایر آسیب‌ها- یک منبع انرژی به دست آورند.

این باتری از یک مخلوط بر پایه سیمان ساخته می‌شود و برای افزایش رسانایی و قابلیت انعطاف، مقادیر کمی از فیبر‌های کربنی به آن افزوده می‌شود تا نشکند. درون این مخلوط، یک شبکه فیبر با روکش فلزی تعبیه شده که برای آنُد، از آهن و برای کاتُد، از نیکل استفاده شده است.

دکتر، اما ژانگ می‌گوید: «نتایج مطالعات اولیه از تحقیقات روی فناوری باتری بتنی، کارآمدی بسیار پایین را نشان داد؛ از این رو متوجه شدیم که باید فکر دیگری بکنیم تا راه دیگری برای تولید الکترود پیدا شود. این ایده منحصر به فرد که ما آن را توسعه داده‌ایم -که قابلیت شارژ مجدد نیز دارد - پیش از این هرگز مورد بررسی قرار نگرفته بود. اینک ما «اثبات مفهوم» (proof of concept) آن را در مقیاس آزمایشگاهی در دست داریم.

[اثبات مفهوم، یعنی ارائه نمونه نه به قصد تولید بلکه فقط برای اثبات وجود یا امکان‌پذیری چیزی]محققان با در نظر گرفتن این که چه میزان انرژی می‌تواند در سلول‌های بتنی ذخیره شود، بر این باورند که باتری‌هایی که از پرکاربردترین مصالح ساختمانی متداول در جهان ساخته شوند، می‌توانند یک راه‌حل جایگزین برای بحران انرژی باشند.

دکتر ژانگ می‌گوید: «ما این طور تصور می‌کنیم که این فناوری در آینده می‌تواند به جایی برسد که همه بخش‌های ساختمان‌های چندطبقه از این بتن‌های کاربردی ساخته شوند. با در نظر گرفتن این که هر سطح بتنی می‌تواند لایه‌ای از این الکترود‌ها را در خود جای دهد، ما داریم درباره مقادیر بسیار زیادی از بتن‌های کاربردی صحبت می‌کنیم.

از آنجایی که زیرساخت‌های بتنی معمولا برای این که ۵۰ سال یا حتی ۱۰۰ سال دوام بیاورند، ساخته می‌شوند، این باتری‌ها برای سازگار شدن با آن باید بهبود یابند و اصلاح شوند. این اصلاح و بهبود عملکرد، همچنین برای این لازم است که باتری‌ها با پایان عمر مفیدشان، آسانتر تعویض و بازیافت شوند. در حال حاضر این موضوع از نظر فنی، یک چالش بزرگ است.»

این پژوهش با عنوان «باتری بتنی قابل شارژ»، در مجله علمی «بیلدینگز» منتشر شده است.

منبع: ایندیپندنت