Teknolojide yeni devrim! Elektrikli çimento sayesinde yollar ve evler bataryaya dönüşecek

Tesla'nın kutu gibi, duvara monte edilen lityum iyon pili Powerwall, evinize yarım gün kadar güç sağlayabilir. Peki ya eviniz batarya olsaydı? Enerji depolama yeteneklerine sahip yapı malzemeleri, dünya genelinde daha ekonomik bir şekilde yenilenebilir enerjiden elde edilen isteğe bağlı enerjiyi sağlayabilir. Bilim dünyası, heyecan verici bir teknolojik devrimin kapısını çalıyor! Elektrik depolama özelliğine sahip çimento sayesinde gelecekte yollar ve evler enerji depolama birimlerine dönüşebilir...

TEKNOLOJİDE YENİ DEVRİM!

Araştırmacılar, ucuz ve bol miktarda malzeme kullanarak elektriği çimentoda depolamanın yeni bir yolunu buldu. Eğer ölçek büyütülürse, çimento bir evin beton temelinde günlük enerji ihtiyacını karşılamaya yetecek kadar enerji tutabilecek. Bu ölçek daha da büyütülürse, elektrikli yollar elektrikli arabalara sürüş sırasında güç sağlayabilecektir. Ve eğer bilim insanları tüm bunları ucuza yapmanın bir yolunu bulabilirlerse, bu ilerleme güneş ve rüzgar gibi kesintili yenilenebilir kaynaklardan enerji depolamak için neredeyse sınırsız bir kapasite sunabilecektir.

Şimdilik bu çimento cihazları küçük, sadece birkaç LED ampule güç verebilecek büyüklükte. Ancak bunları büyütmek için çalışmalar halihazırda devam ediyor. Çalışmada yer almayan Imperial College London'da makine mühendisi olan Sang Nguyen, "Bunu daha büyük ölçekte başarabilirlerse çok çekici bir teknoloji olur" diyor.

ELEKTRİKLİ ÇİMENTO SAYESİNDE YOLLAR VE EVLER BATARYAYA DÖNÜŞECEK

Science dergisinde yer alan bir haberde çimento cihazları süperkapasitör adı verilen bir tür basitleştirilmiş bataryalar olduğu vurgulanmıştır. İyon ileten bir elektrolit ve ince bir membran ile ayrılmış iki elektrik iletken plakadan oluşmaktadırlar. Cihaz yüklendikçe, elektrolitten gelen pozitif yüklü iyonlar bir plakada birikirken, negatif yüklü iyonlar diğer plakada birikmektedir.

Güç depolama miktarı, süperkapasitörün iletken plakalarının toplam yüzey alanına bağlıdır. Araştırmacılar on yıllardır süper kapasitörleri yollarda ve binalarda kullanılan beton ya da otomotiv ve uçak gövdelerinde kullanılan karbon kompozitler gibi yapısal malzemelere dahil etmeye çalışmaktadır. Günümüzün en iyi pillerinin aksine, süper kapasitörler tipik olarak yanıcı olmayan elektrolitler kullanır ve bu da onları daha güvenli hale getirmektedir.

Sorun, betonun ana maddesi olan çimentonun normalde zayıf bir elektrik iletkeni olmasıdır. Bu nedenle, son yıllarda birkaç grup, çimentoya grafen veya karbon nanotüpler gibi yüksek iletkenliğe sahip karbon formları ekleyerek yapısal süper kapasitörler üretmiştir. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde (MIT) inşaat mühendisi olan Franz-Josef Ulm, bunların iyi performans göstermesine rağmen, bileşenlerin pahalı olduğunu ve çimento endüstrisinde kullanılan büyük hacimlerde üretilmesinin zor olduğunu belirtiyor.

Daha ucuz bir alternatif arayışına giren Ulm ve meslektaşları, antik çağlardan beri siyah pigment olarak kullanılan ve karbon siyahı olarak bilinen eski bir toz karbon formuna yönelmiştir. Ucuz ve dünya çapında bol miktarda bulunan karbon siyahı aynı zamanda oldukça iletkendir.

Ulm ve ekibi, karbon siyahının küçük bir yüzdesini çimento tozuyla karıştırdı ve su ekledi. Su çimento ile kolayca birleşti. Ancak karbon siyahı parçacıkları suyu ittiğinden, bir araya toplanma eğilimi göstererek sertleşen çimento içinde bir tel ağı gibi hareket eden birbirine bağlı uzun dallar oluşturmaktadır.

Ulm ve meslektaşları bu telli çimentoyu küçük plakalar halinde keserek 1 milimetre kalınlığında ve 1 santimetre genişliğinde, yaklaşık bir düğme boyutunda süper kapasitörler oluşturdular. Araştırmacılar bir membran, basit bir tuz olan potasyum klorürden yapılmış bir elektrolit ve su ekledikten sonra sandviç yapıyı mühürlediler. Daha sonra plakalara bir kablo bağlayıp bir anahtarı çevirdiklerinde, çimento süperkapasitörler bir dizi LED ışığı yakmıştır.

Ekibin bugün Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde yayınladığı rapora göre, karbon siyahı çimento 45 metreküplük bir beton hacmi (kabaca standart bir evin temelinde kullanılan miktar) yapmak için kullanılırsa, ortalama bir evi bir gün boyunca çalıştırmaya yetecek 10 kilovat-saat enerji depolayabilmektedir. Aynı yaklaşım yollar, otoparklar veya araba yolları inşa etmek için kullanılırsa, elektrikli beton yenilenebilir gücü depolayabilir ve endüktif şarj cihazları aracılığıyla elektrikli arabalara iletebilir. Yaklaşımlardan biri, akıllı telefonların kablosuz şarj edilmesine benzer şekilde, karayoluna gömülü bakır bobinler aracılığıyla otomobillerin alt kısımlarına elektrik göndermek olabilir. Bu tür bir teknoloji halihazırda Almanya ve Hollanda'da geliştirilmektedir.

MIT'de kimyager ve araştırmanın yazarlarından Admir Masic, elektrikli çimentonun daha pahalı bataryalara daha ucuz bir alternatif sunarak, yenilenebilir enerjinin depolanmasını gelişmekte olan ülkeler için daha ekonomik hale getirebileceğini söylüyor. "Bu bizi dünyanın her yerinde erişilebilir fiyatlarla enerji depolama için yeni bir alana sokuyor."

Başarılı olmak için araştırmacıların düğme boyutundaki plakaları büyütmeleri gerekiyor. Nguyen, bunu yapmanın önemsiz olmadığını vurgulamaktadır. Süperkapasitörler büyüdükçe elektrik iletkenlikleri tipik olarak azalmakta, bu da onlardan enerji enjekte etmeyi ve çıkarmayı zorlaştırmaktadır. Ulm, çözümlerden birinin karışıma daha fazla karbon siyahı eklemek olduğunu, ancak bunun çimentonun yapısal bütünlüğünü zayıflatacak kadar fazla olmaması gerektiğini belirtmektedir. Araştırmacılar, yapısal beton için, çimentonun mukavemetinden çok fazla ödün vermeden %10'a kadar karbon siyahı ekleyebileceklerini tespit etmişlerdir. Ulm, grubun teknolojisinin patentini aldığını ve şimdi 12 voltluk bir araba aküsünün çıkışına uyacak şekilde ölçeklendirmek için çalıştığını söylüyor.

Uzmanlardan şoke edici açıklama! Eğer 2 saatten fazla internet kullanıyorsanız bunama riskiniz varSağlık

Yastıklarınızı düzenli temizliyor musunuz? Uzmanlar uyardı bakın kaç hastalığa yol açıyorSağlık