Cegła jako magazyn energii? Zaskakujące spostrzeżenie naukowców z Uniwersytetu w St. Louis 17.08.2020

Rezultaty projektu badawczego, które zostały opublikowane w periodyku „Nature”, mogą zrewolucjonizować budowę inteligentnych domów. 

Cegła, którą stosowano na Bliskim Wschodzie już w V tysiącleciu p.n.e., wciąż należy do najpopularniejszych materiałów chętnie wykorzystywanych przez architektów i konstruktorów. Niski koszt produkcji, duża wytrzymałość mechaniczna i estetyczny wygląd sprawiają, że mimo wielu innowacji, jakie pojawiły się w przemyśle budowlanym, mieszanina gliny, wapna, cementu i piasku nie odchodzi do lamusa. Dotychczas nie myślano jednak o tym, że pomarańczowe prostopadłościany mogą mieć inne zastosowanie poza tym dobrze znanym. Nieodkryty potencjał tkwiący w ich właściwościach dostrzegli naukowcy z Uniwersytetu Waszyngtona w St. Louis. 

Badacze zauważyli, że wypalone lub wysuszone cegły mają charakterystyczną strukturę. – Postanowiliśmy ją wykorzystać, opracowując powłokę z polimeru PEDOT (jest on także wykorzystywany w kolorowych wyświetlaczach OLED albo w akumulatorach litowo-polimerowych – przyp. red.). Składa się ona z włókien wnikających w wewnętrzną, porowatą sieć budulca. Pozostaje tym samym w środku cegły, służąc jako gąbka jonowa przechowywująca i przewodząca prąd – opowiada docent tamtejszego Wydziału Chemii, Julio D'Arcy. W wyniku prób okazało się, że materiał w związku z reakcją z tlenkiem żelaza zmienił kolor na ciemnoniebieski. 

Wyniki eksperymentów Amerykanów okazały się całkiem obiecujące. Cegły stworzone przez zespół, które zwiększyły swoją objętość, stanowią superkondensatory, czyli niewielkie magazyny energii. Różnią się one od baterii tym, że nie mogą utrzymać ładunku i dostarczać trwałej energii przez długie okresy czasu. Mogą jednak utrzymać 90 procent pojemności przy dziesięciu tysiącach cyklów pracy. Pokryte żelowym elektrolitem spajającym wszystkie warstwy potrafią wydajnie pracować, generując napięcie wynoszące 3,6V. 

– To, co zademonstrowaliśmy w naszym artykule, wystarczy, aby zapalić awaryjne oświetlenie w korytarzu lub czujniki, które mogą być osadzone w ścianach domu – podkreśla D'Arcy. Choć jego zespół wyraźnie podkreśla, że prace nad wprowadzeniem nowych cegieł na rynek dopiero się rozpoczęły, na horyzoncie miga sygnał, że ich odkrycie ma szansę zrewolucjonizować myślenie o nowoczesnej energetyce. Odpowiednio wykonany budulec mógłby zostać połączony z instalacją fotowoltaiczną na dachu, stanowiąc kolejny element inteligentnych, ekologicznych domów. 

Ze szczegółowym omówieniem projektu można zapoznać się na stronie „Nature”.