Bu beton, yolları ve evleri devasa bataryalara dönüştürebilir
Bu beton, yollari ve evleri devasa bataryalara dönüstürebilir
Bilim insanları sürekli olarak yenilenebilir enerjiyi depolamanın daha iyi yollarını arıyor. MIT araştırmacıları, çimentoyu ve eski bir malzemeyi dev bir süper kapasitöre dönüştürmenin bir yolunu buldu.
Tesla'nın kutu gibi, duvara monte edilen, lityum-iyon pilleri Powerwall, evinizi yarım gün kadar çalıştırabilir. Peki ya eviniz pil olsaydı? Araştırmacılar, ucuz ve bol miktarda malzeme kullanarak elektriği çimentoda depolamanın yeni bir yolunu buldu. Miktar büyütülürse, çimento bir evin beton temelinde günlük güç ihtiyaçlarını karşılamaya yetecek kadar enerji tutabilir. Daha da büyütüldüğünde, elektrikli yollar, elektrikli arabaları sürerken çalıştırabilir. Bilim insanları bunu ucuza yapmanın bir yolunu bulabilirlerse, bu ilerleme, güneş ve rüzgar gibi yenilenebilir kaynaklardan enerji depolamak için neredeyse sınırsız bir kapasite sunabilir.
Şimdiye kadar, çimento cihazları, sadece birkaç LED ampulü çalıştıracak kadar büyük. Ancak bunları büyütmek için yoğun şekilde çalışmalar sürüyor. Science'da yer alan habere göre, Imperial College London'da çalışmaya dahil olmayan makine mühendisi Sang Nguyen, "Bunu daha büyük ölçekte başarabilirlerse çok çekici bir teknoloji olur" diyor.
BUNU NASIL BAŞARACAKLAR?
Çimento cihazları, 'süper kapasitörler' adı verilen bir tür basitleştirilmiş pildir. İyon ileten bir elektrolit ve ince bir zarla ayrılmış, elektriği ileten iki plakadan oluşur. Cihaz şarj olurken elektrolitten gelen pozitif yüklü iyonlar bir plakada, negatif yüklü iyonlar ise diğer plakada birikir.
Güç depolama miktarı, süper kapasitörün iletken plakalarının toplam yüzey alanına bağlıdır. Onlarca yıldır araştırmacılar, bunları yollarda ve binalarda kullanılan beton veya otomotiv ve uçak gövdelerinde kullanılan karbon kompozitler gibi yapısal malzemelere dahil etmeye çalışıyor. Günümüzün en iyi pillerinin aksine, süper kapasitörler tipik olarak yanıcı olmayan elektrolitler kullanır ve bu da daha güvenli olduğu anlamına gelir.
Sorun şu ki, betondaki birincil bileşen olan çimento normalde zayıf bir elektrik iletkenidir. Bu nedenle, son yıllarda, birkaç grup, grafen veya karbon nanotüpler gibi yüksek iletken karbon formları ile çimento ekleyerek yapısal süper kapasitörler yaptı. Massachusetts Institute of Technology'de (Massachusetts Teknoloji Enstitüsü - 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.
#fg-34841#
KARBON SİYAHI KULLANDILAR
Daha ucuz bir alternatif arayışındaki Ulm ve meslektaşları, antik çağlardan beri siyah bir pigment olarak kullanılan ve karbon siyahı olarak bilinen çok eski bir toz karbon formuna yöneldi. 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 birleşir. Ancak karbon siyahı parçacıkları suyu ittiğinden, bir araya toplanma eğilimi gösterir ve sertleşen çimento içinde bir tel ağı gibi hareket eden birbirine bağlı uzun dallar oluşturur.
Araştırma ekibi, bu telli betonu küçük plakalar halinde keserek, yaklaşık bir düğme boyutunda, 1 milimetre kalınlığında ve 1 santimetre genişliğinde süper kapasitörler oluşturdu. Araştırmacılar, bir zar, basit bir tuz olan potasyum klorürden yapılmış bir elektrolit ve su ekledikten sonra oluşan yapıyı mühürledi. Daha sonra plakalara bir tel bağlayıp bir anahtarı çevirdiklerinde, beton süper kapasitörler bir dizi LED ışığı yaktı.
Ekibin, Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) dergisinde yayımladığı makaleye göre, 45 metreküplük bir beton yapmak için karbon karası çimento kullanıldığında (kabaca standart bir evin temelinde kullanılan miktar), bu beton 10 kilovat-saat enerji depolayabilir, bu da ortalama bir haneye bir gün boyunca elektrik sağlamaya yeter.
#r-981575,981623#
GELECEKTE YOLLAR OTOMOBİLLERİ ŞARJ EDEBİLİR
Yollar, otoparklar veya araba yolları inşa etmek için aynı yaklaşım kullanılırsa, elektrikli beton yenilenebilir enerjiyi depolayabilir ve endüktif şarj cihazları aracılığıyla elektrikli arabalara iletebilir. Yola gömülü bakır bobinler aracılığıyla arabaların alt kısmına elektrik iletmeye yönelik bir yaklaşım da var. Bu, kablosuz şarj cihazlarının akıllı telefonları şarj etme biçimine benziyor. Bu tür bir teknolojinin halihazırda Almanya ve Hollanda'da geliştirilmekte olduğunu belirtelim.
MIT'de kimyager ve bir araştırmanın ortak yazarı olan Admir Masic, daha pahalı pillere daha ucuz bir alternatif sunarak, elektrikli çimentonun yenilenebilir enerjiyi depolamayı gelişmekte olan ülkeler için daha uygun hale getirebileceğini söylüyor.
Başarılı olmak için, araştırmacıların düğme boyutundaki plakaları büyütmeleri gerekecek. Süper kapasitörler büyüdükçe elektriksel iletkenlikleri tipik olarak azalır ve bu da onlara enerji iletmeyi ve onlardan enerji çıkarmayı zorlaştırır. Ulm, bir çözümün karışıma daha fazla karbon siyahı eklemek olduğunu ancak çimentonun yapısal bütünlüğünü zayıflatacak kadar çok olmadığını belirtiyor. Yapısal beton için araştırmacılar, mukavemetinden çok fazla ödün vermeden yüzde 10'a kadar karbon siyahı ekleyebileceklerini keşfetti. Ulm, grubun teknolojisinin patentini aldığını ve şimdi 12 voltluk bir araba aküsünün çıkışına uyacak şekilde ölçeklendirmek için çalıştığını söylüyor.
Yayın Tarihi
|
Bizi Takip Edin
YORUMLAR
