Inteligentne cegły potrafią magazynować energię. Ukryte w konstrukcji budynku mogą zasilać np. elementy smart home
Naukowcy z Uniwersytetu Waszyngtona w St. Louis przeprowadzili eksperymenty z wykorzystaniem cegieł budowlanych w roli nośnika i magazynu energii elektrycznej. Dzięki wykorzystaniu zjawiska polaryzacji udało się przepuścić przez nie prąd i zasilić niewielką diodę LED. Materiały tego typu mogą sprawdzić się do budowy inteligentnych domów wyposażonych w innowacyjne technologie do gromadzenia i przesyłania energii.
– Opracowaliśmy powłokę z przewodzącego polimeru PEDOT, która składa się z nanowłókien wnikających w wewnętrzną, porowatą sieć cegły. Powłoka polimerowa pozostaje wewnątrz cegły i służy jako gąbka jonowa, która przechowuje i przewodzi prąd – tłumaczy Julio D’Arcy, docent na Wydziale Chemii w Uniwersytecie Waszyngtona w St. Louis.
Wykorzystanie cegieł w roli nośnika energii pozwoli zmienić podejście do budowania ekologicznych, niskoemisyjnych domów. Choć ich stosunek masy całkowitej do maksymalnej pojemności nie jest tak korzystny jak w przypadku klasycznych baterii wykorzystywanych w przydomowych kolektorach słonecznych, pełnią podwójną funkcję – mogą sprawdzić się zarówno w roli konstrukcji nośnej, jak i wszechstronnego magazynu energii.
Baterie tego typu mają także znacznie mniejszy wpływ na środowisko naturalne, ulegają wolniejszej degradacji, a koszt ich wytworzenia będzie zauważalnie niższy niż typowych banków energii wykorzystywanych do przechowywania energii ze źródeł odnawialnych.
– Nasza metoda działa ze zwykłą cegłą lub cegłami pochodzącymi z recyklingu, możemy również wykonać własne cegły – wskazuje Julio D’Arcy. – Praca, którą opublikowaliśmy w „Nature Communications”, opiera się na cegłach zakupionych w markecie po 65 centów.
Wstępne testy laboratoryjne wykazały, że „ceglane” baterie znacznie lepiej znoszą ekstremalne warunki atmosferyczne niż klasyczne ogniwa. Mogą pracować zarówno przy mrozie dochodzącym do -40 stopni Celsjusza, jak i w upalne lato, kiedy powietrze wokół budynku rozgrzewa się do 60 stopni Celsjusza. Ponadto wykazują pełną sprawność operacyjną po zanurzeniu w wodzie. Oznacza to, że sprawdzą się praktycznie na każdej szerokości geograficznej oraz w każdej strefie klimatycznej.
Za wykorzystaniem cegieł z powłoką PEDOT do zasilania ekologicznych domów przemawia także błyskawiczny czas ładowania. Badania laboratoryjne wykazały, że dziesięciosekundowa sesja ładowania pozwala zasilać oświetlenie LED przez 10 minut bez przerwy. Ogniwa tego typu można także bardzo łatwo rozbudowywać i tworzyć rozległe magazyny energii składające się z wielu ścian. Tym samym zeroemisyjne domy mogłyby przechowywać duże ilości energii elektrycznej bez konieczności budowania oddzielnych pomieszczeń na baterie, gdyż te byłyby ukryte w konstrukcji budynku.
– Cegły z powłoką PEDOT są idealnymi elementami budowlanymi, które mogą zapewnić zasilanie np. oświetlenia awaryjnego – przekonuje ekspert. – 50 naszych cegieł z ogniwami słonecznymi umożliwiłoby zasilanie oświetlenia awaryjnego przez pięć godzin.
Materiał tego typu ułatwiłby także projektowanie inteligentnych domów o wysokim stopniu wyspecjalizowania, w których montuje się wiele czujników czy kamer wymagających źródła zasilania. Dziś urządzenia tego typu podłącza się do gniazdka bądź zasila bateryjnie, a dzięki zastosowaniu cegieł z powłoką PEDOT energia mogłaby być pobierana bezpośrednio ze ściany budynku, bez konieczności instalowania skomplikowanego systemu kabli.
– Ceglana ściana służąca jako superkondensator może być ładowana setki tysięcy razy w ciągu godziny. Jeśli podłączy się ze sobą kilka cegieł, mogą w łatwy sposób zasilać np. czujniki półprzewodnikowe – wskazuje Julio D’Arcy.
Według firmy badawczej Market Research Future wartość globalnego rynku budownictwa zeroemisyjnego do 2025 roku wzrośnie do 22,66 mld dol. W najbliższych latach ma się rozwijać w tempie 12,66 proc. w skali roku.
Czytaj także
- 2024-04-24: Ciech od czerwca będzie działać jako Qemetica. Chemiczny gigant ma globalne aspiracje i nową strategię na sześć lat
- 2024-04-19: Ponad 70 proc. budynków w Polsce wymaga gruntownej modernizacji. 1 mln zł trafi na granty na innowacje w tym obszarze
- 2024-04-18: Padają kolejne rekordy generacji energii z OZE. Przez jakość sieci duży potencjał wciąż jest niezagospodarowany
- 2024-04-09: Samorządy mogą wreszcie ubiegać się o pożyczki z KPO. Do pozyskania jest w sumie 40 mld zł na zielone inwestycje
- 2024-04-08: Warszawa staje się jedną z bardziej zielonych europejskich stolic. Ponad 15 proc. powierzchni stanowią lasy
- 2024-04-17: Inwestycje w przydomowe elektrownie wiatrowe w Polsce mogą się okazać nieopłacalne. Eksperci ostrzegają przed wysokimi kosztami produkcji energii
- 2024-03-28: Sektor ochrony zdrowia odpowiada za większe emisje CO2 niż lotnictwo. Zielone zmiany wymagają drastycznego przyspieszenia
- 2024-04-09: Integracja energetyki i ciepłownictwa w Polsce może przynieść 4 mld euro oszczędności. Emisja CO2 w tych sektorach może spaść o 57 proc.
- 2024-04-16: Szybko rośnie udział odnawialnych źródeł w krajowym miksie energetycznym. Potrzebne przyspieszenie w inwestycjach w sieci przesyłowe
- 2024-04-02: Wiedza Polaków o wodorze zatrzymała się na etapie podstawówki. Większość nie zna zastosowań tego pierwiastka w energetyce
Kalendarium
Więcej ważnych informacji
Jedynka Newserii
Jedynka Newserii
Finanse
Zmiany klimatu i dezinformacja wśród największych globalnych zagrożeń. Potrzeba nowego podejścia do zarządzania ryzykiem
Niestabilność polityczna i gospodarcza, coraz większa polaryzacja społeczeństwa, kryzys kosztów utrzymania, rosnąca liczba konfliktów zbrojnych i ryzyka cybernetyczne związane z rozwojem sztucznej inteligencji – to największe zagrożenia dla biznesu wskazywane w tegorocznym „Global Risks Report 2024”. Z raportu wynika, że obawy o bliską i dalszą przyszłość wciąż są zdominowane przez ryzyka klimatyczne i środowiskowe. Jednak w tym roku przykryły je niebezpieczeństwa związane z dezinformacją, wspieraną przez AI, która może wywoływać coraz większe niepokoje społeczne. – W tym roku na świecie 3 mld ludzi weźmie udział w wyborach, więc konieczność zaradzenia temu ryzyku staje się coraz pilniejsza – podkreśla Christos Adamantiadis, CEO Marsh McLennan w Europie.
Ochrona środowiska
Ciech od czerwca będzie działać jako Qemetica. Chemiczny gigant ma globalne aspiracje i nową strategię na sześć lat
Globalizacja biznesu, w tym możliwe akwizycje w Europie i poza nią – to jeden z głównych celów nowej strategii Grupy Ciech. Przedstawione plany na sześć lat zakładają także m.in. większe wykorzystanie patentów, współpracę ze start-upami w obszarze czystych technologii i przestawienie biznesu na zielone tory. – Mamy ambitny cel obniżenia emisji CO2 o 45 proc. do 2029 roku – zapowiada prezes spółki Kamil Majczak. Nowej strategii towarzyszy zmiana nazwy, która ma podsumować prowadzoną w ostatnich latach transformację i lepiej podkreślać globalne aspiracje spółki. Ciech oficjalnie zacznie działać jako Qemetica od czerwca br.
Finanse
72 proc. firm IT planuje podwyżki. W branży wciąż ogromna jest różnica w wynagrodzeniach kobiet i mężczyzn
W ubiegłym roku rynek pracy IT był znacznie mniej dynamiczny niż w poprzednich latach – wynika z „Raportu płacowego branży IT w 2024” Organizacji Pracodawców Usług IT. Przy wysokim poziomie podwyżek specjaliści rzadziej zmieniali pracę, ale niektórych zmusiły do tego cięcia w zatrudnieniu wynoszące w zależności od wielkości firmy od 12 do 26 proc. Ten rok zapowiada się bardziej optymistycznie: 61 proc. przedsiębiorstw planuje zwiększać zatrudnienie, a 72 proc. – pensje. Eksperci zwracają uwagę na wciąż duży rozstrzał między wynagrodzeniami kobiet i mężczyzn w tej branży.
Szkolenia
Akademia Newserii
Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.