Einer der Bereiche, in denen erneuerbare Energien ein großes Potenzial haben, ist die Umnutzung ganzer städtischer Räume, um Komponenten sichtbar zu machen. Ein neues Beispiel wird skizziert. in einer neuen Studie von Forschern der Chalmers University of Technology CUT, die eine neue zementbasierte Batterie vorstellten, die die Bausteine ganzer Strukturen zur Speicherung von Energie aus erneuerbaren Energien bilden könnte.
Während das CUT-Team nachforschte, wie der CO2-Fußabdruck von Beton verringert werden kann, stützte es sich auf frühere Arbeiten an Beton als Mittel zur Energiespeicherung - wie z. SoftBank-gestützter Energieträger .
Wiederaufladbare Betonbausteine
Das Team entwickelte eine Mischung auf Zementbasis mit kleinen Mengen kurzer Kohlenstofffasern, um die Leitfähigkeit und Biegefestigkeit des Materials zu erhöhen. Die Forscher bauten auch ein metallbeschichtetes Kohlenstofffasernetz ein, bei dem Eisen für das Material verwendet wurdeAnode und Nickel für die Kathode der Batterie.
Das Team behauptet, dass frühere Modelle von Betonbatterien eine schlechte Leistung zeigten und dass die verbesserte Leistung ihrer neuen Mischung sie zu einer Weltneuheit macht.
"Die Ergebnisse früherer Studien zur Untersuchung der Betonbatterietechnologie zeigten eine sehr geringe Leistung. Daher stellten wir fest, dass wir über den Tellerrand hinausdenken mussten, um einen anderen Weg zur Herstellung der Elektrode zu finden. Diese spezielle Idee, die wir entwickelt haben - und das ist auch sowiederaufladbar - wurde noch nie zuvor untersucht. Jetzt haben wir einen Proof of Concept im Labormaßstab. "Emma Zhang, Studienautorin, in einer Pressemitteilung erklärt .
Die auf Beton basierende Batterie des CUT-Teams weist tatsächlich eine relativ starke Leistung auf. Die Forscher sagten, dass Tests zeigten, dass die Batterie eine Energiedichte von 7 Wh pro Quadratmeter Material hat. oder 0,8 Wattstunden pro Liter - 10-mal mehr als frühere konkrete Batterielösungen, sagten die CUT-Wissenschaftler.
Das heißt nicht, dass es für die Kommerzialisierung bereit ist, da die aktuelle Leistung viel geringer ist als bei kommerziellen Batterien. Das CUT-Team argumentierte jedoch, dass große Gebäude aus dem Material aufgrund ihrer Größe der begrenzten Kapazität entgegenwirken könnten.
Neue Innovationen für die Smart Cities der Welt
Das CUT-Team hat festgestellt, dass sich die Forschung noch in einem sehr frühen Stadium befindet. Ein Problem, das gelöst werden muss, ist beispielsweise die Tatsache, dass Betongebäude eine unglaublich lange Lebensdauer haben, die nicht mit Batterien vergleichbar ist.
"Da die Betoninfrastruktur normalerweise für eine Lebensdauer von fünfzig oder sogar hundert Jahren gebaut wird, müssten die Batterien entsprechend verfeinert oder einfacher ausgetauscht und recycelt werden, wenn ihre Lebensdauer abgelaufen isteine große Herausforderung aus technischer Sicht ", sagte Emma Zhang.
Trotz der Nachteile hat das CUT-Team bereits Anwendungsfälle für die Speicherung von Betonbatterien ins Auge gefasst. Das Team erklärte, dass die Technologie eines Tages verwendet werden könnte, um mehrstöckige Gebäude zu ermöglichen, die im Wesentlichen als massive Energiespeicher dienen. Vielleicht die Entwicklungkönnte auch zu einem Wiederauftauchen oder einer Variation der führen spaltender Stil der brutalistischen Architektur mit seinen Sichtbetonfassaden.
"Wir sind davon überzeugt, dass dieses Konzept einen großen Beitrag dazu leistet, dass zukünftige Baumaterialien zusätzliche Funktionen wie erneuerbare Energiequellen erhalten", erklärte Luping Tang, ein weiteres Mitglied des CUT-Teams.
Kombination dieser Technologie mit anderen Lösungen - wie dem mit dem James Dyson Sustainability Award ausgezeichneten AuREUS-Solarmodule das möglicherweise die Fenster großer Gebäude in konstante Energieerzeuger verwandeln könnte - hat das Potenzial, ganze Städte in massive Erntemaschinen für erneuerbare Energien zu verwandeln.
Die neue Entwicklung von CUT schließt sich einer langen Liste an von vielversprechenden Technologien mit unvermeidlichen Einschränkungen, die eines Tages die Stromversorgung übernehmen könnten Smart Cities der Zukunft gleichzeitig mit der Erreichung der notwendigen Klimaziele.