Sve više rastuća potreba za održivim građevinskim materijalima predstavlja velik izazov za znanstvenike. Ipak, dvoje švedskih znanstvenika uspjelo je napraviti prvi koncept punjive baterije na bazi betona u svijetu.

Za to otkriće zaslužni su dr. Emma Zhang i profesor Luping Tang, koji su se prije nekoliko godina udružili u potrazi za građevnim materijalima budućnosti.

Rezultat njihove potrage jest koncept koji u sebi sadrži mješavinu betona s malim količinama kratkih ugljičnih vlakana dodanih kako bi se povećala provodljivost betona i kako bi se povećala njegova fleksibilnost pri savijanju.

Nakon toga u taj se beton postavlja mreža od ugljičnih vlakana omotana metalom, odnosno željezom koje služi kao anoda i niklom koji služi kao katoda. Nakon dosta eksperimentiranja, švedski su znanstenici došli do prototipa koji funkcionira. 

Rezultati ranijih studija koje su istraživale tehnologiju baterije od betona pokazali su vrlo male performanse, pa smo stoga shvatili da moramo razmišljati izvan okvira kako bismo pronašli drugačiji način za proizvodnju elektroda. Ova specifična ideja koju smo razvili i koja je isto tako punjiva, nikad dosad nije istražena. Mi sad imamo konceptualni dokaz na razini laboratorija, pojasnila je dr. Zhang.

Njihova betonska baterija ima prosječnu energetsku gustoću od 7 vatsati (Wh) po kvadratnom metru (ili 0,8 vatsati po litri). Energetska gustoća koristi se za izražavanje kapaciteta baterije, a skromna procjena jest da bi baterija švedskih znanstvenika, koju je predstavilo Sveučilište Chalmers, mogla imati i više od deset puta bolje performanse. Ipak, energetska gustoća njihove baterija i dalje je niska u usporedbi s komercijalnim baterijama, ali to se ograničenje može premostiti zahvaljujući ogromnom volumenu baterije, odnosno činjenici da se ona može u zgradama napraviti da bude poprilično velika.

Jedna od najvećih kvaliteta te betonske baterije jest da je punjiva.

Mogla bi se upariti sa solarnim panelima primjerice, za pružanje električne energije te postati energetski izvor za nadzorne sustave na autocestama i mostovima, gdje bi senzori koje napaja betonska baterija mogli otkriti koroziju ili pucanje materijala, kaže dr. Zhang.

Beton je najčešće korišten građevinski materijal, no gledano iz kuta održivosti, on je daleko od idealnog rješenja. Istraživanje švedskih znanstvenika betonu je sad otvorilo vrata prema kvalitetama koje bi uvelike mogle promijeniti njegovu poziciju na ljestvici održivih materijala, naravno nabolje.

Imamo viziju da bi se u budućnosti čitavi dijelovi zgrada mogli napraviti od funkcionalnog betona. Obzirom da bi bilo koja betonska površina mogla imati u sebi usađenu tu elektrodu, pričamo o ogromnim količinama funkcionalnog betona", kaže dr. Zhang.

Ipak, ta ideja još je uvijek u svojoj vrlo ranoj fazi te treba riješiti niz tehničkih pitanja prije komercijalizacije te tehnologije. To uključuje i produljenje roka trajanja baterije kao i tehnike za recikliranje.

Obzirom da se infrastruktura obično gradi da traje 50 ili čak sto godina, baterije bi se morale tome prilagoditi, ili bi se morale jednostavnije zamijeniti i reciklirati kad im istekne rok trajanja. Zasad je to velik tehnički izazov, priznaje dr. Zhang.

Izvor: EurekAlert