دیوارهای ذخیره‌کننده انرژی: انقلاب جدید در مصالح ساختمانی

تاریخ انتشار: 1404/02/25
دیوارهای ذخیره‌کننده انرژی: انقلاب جدید در مصالح ساختمانی

محققان در فرانسه و اسپانیا موفق به ساخت ماده‌ای انقلابی شبیه سیمان شده‌اند که علاوه بر پشتیبانی از بارهای ساختاری، نقش باتری قابل‌شارژ را ایفا می‌کند. این نوآوری می‌تواند زمینه‌ساز ایجاد ساختمان‌هایی باشد که انرژی را در دیوارهای خود ذخیره می‌کنند و به نوعی به پاوربانک‌های عظیم تبدیل شوند

جزئیات فناوری

این فناوری توسط تیمی تحقیقاتی از دانشگاه بوردو و دانشگاه باسک به رهبری «ودیم ام. کووروجین» توسعه یافته است. ماده اصلی این باتری سیمانی، متاکائولین است که نوعی آلومینوسیلیکات مصنوعی استخراج‌شده از خاک رس کائولینیت محسوب می‌شود. زمانی که این ماده با محلول‌های فعال‌سازی خاص ترکیب می‌شود، به خمیری ژئوپلیمر مقاوم تبدیل می‌شود که پس از ترکیب با الکترودهای روی و دی‌اکسید منگنز، به یک باتری حالت جامد با عملکرد بالا تبدیل می‌شود

ظرفیت ذخیره‌سازی و مزایا

این باتری جدید توانسته ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی حدود 3.3 وات‌ساعت در هر لیتر را ارائه دهد که گام مهمی در ادغام سیستم‌های انرژی در مواد ساختمانی محسوب می‌شود. یکی از ویژگی‌های مهم این ماده، امکان ذخیره انرژی الکتروشیمیایی به‌جای ذخیره انرژی حرارتی است، که باعث می‌شود این سیستم کارآمدتر و پایدارتر از سیمان پورتلند سنتی باشد

چالش‌ها و آینده فناوری

با وجود مزایای فراوان، این فناوری هنوز با برخی چالش‌ها مواجه است. تکثیر هیدروژن می‌تواند منجر به تشکیل سولفات روی هگزاهیدراته شود که به رابط الکترود-الکترولیت آسیب می‌زند و به‌تدریج باعث ترک‌خوردگی ژئوپلیمر و کاهش عملکرد بلندمدت می‌شود. برای مقابله با این مشکل، محققان پیشنهاد کرده‌اند که اجزای باتری مدولار و لایه‌ای طراحی شوند تا نگهداری و تعویض آنها آسان‌تر باشد

کاربردهای بالقوه

این فناوری می‌تواند در ساختمان‌های هوشمند، زیرساخت‌های پایدار و حتی وسایل نقلیه الکتریکی مورد استفاده قرار گیرد. تصور کنید که دیوارهای خانه شما نه‌تنها از نظر ساختاری مقاوم هستند، بلکه انرژی خورشیدی را ذخیره کرده و در زمان نیاز آن را به سیستم‌های داخلی ساختمان منتقل می‌کنند. این نوآوری می‌تواند به کاهش وابستگی به شبکه‌های برق و افزایش بهره‌وری انرژی کمک کند

مسیر پیش‌رو

محققان تأکید دارند که برای دستیابی به کاربردهای عملی‌تر، بهینه‌سازی دقیق فرایندهای هیدراسیون و خشک‌شدگی امری حیاتی است؛ زیرا این عوامل تأثیر زیادی بر پایداری و دوام ماده دارند. با پیشرفت‌های بیشتر در این زمینه، ممکن است در آینده شاهد ساختمان‌هایی باشیم که به طور کامل انرژی مورد نیاز خود را تأمین کرده و حتی مازاد آن را به شبکه برق بازگردانندمحققان در فرانسه و اسپانیا موفق به ساخت ماده‌ای انقلابی شبیه سیمان شده‌اند که علاوه بر پشتیبانی از بارهای ساختاری، نقش باتری قابل‌شارژ را ایفا می‌کند. این نوآوری می‌تواند زمینه‌ساز ایجاد ساختمان‌هایی باشد که انرژی را در دیوارهای خود ذخیره می‌کنند و به نوعی به پاوربانک‌های عظیم تبدیل شوند

جزئیات فناوری

این فناوری توسط تیمی تحقیقاتی از دانشگاه بوردو و دانشگاه باسک به رهبری «ودیم ام. کووروجین» توسعه یافته است. ماده اصلی این باتری سیمانی، متاکائولین است که نوعی آلومینوسیلیکات مصنوعی استخراج‌شده از خاک رس کائولینیت محسوب می‌شود. زمانی که این ماده با محلول‌های فعال‌سازی خاص ترکیب می‌شود، به خمیری ژئوپلیمر مقاوم تبدیل می‌شود که پس از ترکیب با الکترودهای روی و دی‌اکسید منگنز، به یک باتری حالت جامد با عملکرد بالا تبدیل می‌شود

ظرفیت ذخیره‌سازی و مزایا

این باتری جدید توانسته ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی حدود 3.3 وات‌ساعت در هر لیتر را ارائه دهد که گام مهمی در ادغام سیستم‌های انرژی در مواد ساختمانی محسوب می‌شود. یکی از ویژگی‌های مهم این ماده، امکان ذخیره انرژی الکتروشیمیایی به‌جای ذخیره انرژی حرارتی است، که باعث می‌شود این سیستم کارآمدتر و پایدارتر از سیمان پورتلند سنتی باشد

چالش‌ها و آینده فناوری

با وجود مزایای فراوان، این فناوری هنوز با برخی چالش‌ها مواجه است. تکثیر هیدروژن می‌تواند منجر به تشکیل سولفات روی هگزاهیدراته شود که به رابط الکترود-الکترولیت آسیب می‌زند و به‌تدریج باعث ترک‌خوردگی ژئوپلیمر و کاهش عملکرد بلندمدت می‌شود. برای مقابله با این مشکل، محققان پیشنهاد کرده‌اند که اجزای باتری مدولار و لایه‌ای طراحی شوند تا نگهداری و تعویض آنها آسان‌تر باشد

کاربردهای بالقوه

این فناوری می‌تواند در ساختمان‌های هوشمند، زیرساخت‌های پایدار و حتی وسایل نقلیه الکتریکی مورد استفاده قرار گیرد. تصور کنید که دیوارهای خانه شما نه‌تنها از نظر ساختاری مقاوم هستند، بلکه انرژی خورشیدی را ذخیره کرده و در زمان نیاز آن را به سیستم‌های داخلی ساختمان منتقل می‌کنند. این نوآوری می‌تواند به کاهش وابستگی به شبکه‌های برق و افزایش بهره‌وری انرژی کمک کند

مسیر پیش‌رو

محققان تأکید دارند که برای دستیابی به کاربردهای عملی‌تر، بهینه‌سازی دقیق فرایندهای هیدراسیون و خشک‌شدگی امری حیاتی است؛ زیرا این عوامل تأثیر زیادی بر پایداری و دوام ماده دارند. با پیشرفت‌های بیشتر در این زمینه، ممکن است در آینده شاهد ساختمان‌هایی باشیم که به طور کامل انرژی مورد نیاز خود را تأمین کرده و حتی مازاد آن را به شبکه برق بازگردانند

کلمات کلیدی:
سیمان، پاوربانک، مصالح ساختمانی

دسته بندی ها

موبایل و تبلت
کامپیوتر و لپتاپ
کالای دیجیتال
خانه و آشپزخانه
لوازم خانگی برقی
آرایشی بهداشتی
پزشکی و سلامت
ورزش و سفر
کودک و نوزاد
ابزارآلات و تجهیزات
فرهنگ و هنر
برندهای موبایل
لوازم جانبی موبایل و تبلت
قطعات موبایل و تبلت
تبلت
انواع کامپیوتر
برند های لپ تاپ
نمایشگر
لوازم جانبی لپ تاپ
لوازم جانبی کامپیوتر
قطعات کامپیوتر
دوربین و تجهیزات جانبی
وسایل گیمینگ
هدفون، هدست و هندزفری
تجهیزات ذخیره‌سازی اطلاعات
مودم - روتر
تجهیزات شبکه و ارتباطات
ماشین های اداری
پاوربانک (شارژر همراه)
پرینتر
تجهیزات امنیتی و نظارتی
ساعت و مچ بند هوشمند
مبلمان و دکوراسیون خانگی
فرش و گلیم
خواب
نگهدارنده لباس و لوازم
دکوراتیو
نور و روشنایی
کفپوش و دیوارپوش
ظروف پخت و پز
تهیه و سرو چای و قهوه
ابزار آشپزی
ظروف آشپزخانه
سرو و پذیرایی
حمام
سرویس بهداشتی
شستشو و نظافت
یخچال و فریزر
صوتی و تصویری
تهویه، سرمایش و گرمایش
لوازم پخت و پز
شستشو و نظافت
خردکن و غذاساز
نوشیدنی ساز
سایر لوازم خانگی برقی
لوازم آرایشی
لوازم شخصی برقی
عطر و ادکلن
لوازم بهداشتی
مراقبت پوست
ابزار سلامت و پزشکی
تجهیزات پزشکی و بیمارستانی
پوشاک ورزشی
ورزشهای توپی
بدنسازی و پرورش اندام
دوچرخه
لوازم ورزشی
تجهیزات سفر و کمپینگ
بهداشت کودک و نوزاد
خواب کودک
لوازم غذای کودک
سلامت ایمنی و مراقبت
ملزومات گردش و سفر
بازی و سرگرمی
ابزار برقی
ابزار غیر برقی
تجهیزات ساختمانی
باغبانی و کشاورزی
یراق آلات
تجهیزات ایمنی و کار
لوازم تحریر
دکوراسیون و ملزومات اداری
صنایع دستی
آلات موسیقی