Ζούμε σε μια κοινωνία που συνεχώς αναπτύσσεται και καινούρια επιτεύγματα βγαίνουν στο φως. Ένα από αυτά, αν και είναι ακόμα σε πρώιμο στάδιο, είναι και το θέμα αποθήκευσης ενέργειας των κτηρίων.
Την λύση έρχεται να την φέρουν οι ερευνητές του Chamers University of technology με έδρα την Σουηδία και με επικεφαλής τον καθηγητή Luping Tang και την ομάδα του. Ο Luping Tang λοιπόν σκέφτηκε έναν εναλλακτικό τρόπο για την αποθήκευση ενέργειας ενός κτηρίου. Έτσι δημιούργησε την επαναφορτιζόμενη μπαταρία που είναι φτιαγμένη από ένα μίγμα τσιμέντου με προσθήκη μικρών ινών άνθρακα (CF). Η άνοδος του αποτελείται σίδηρο (Fe) και ψευδάργυρο (Zn) ενώ η κάθοδος του από νικέλιο (Ni).
Η μέση πυκνότητα των ενεργειακών αυτών μπαταριών είναι πολύ χαμηλή, μόλις 7 Watthours ανά τετραγωνικό μέτρο, το οποίο μετριέται σε 0,8 Watthours ανά λίτρο και έχουν συνολική διάρκεια 6 κύκλων ανά εκκένωση. Η παραπάνω μέτρηση χρησιμοποιείται για να εκφράσει την ικανότητα της μπαταρίας με απόδοση που είναι μεγαλύτερη κατά 10 φορές από τις προηγούμενες αποτυχημένες δοκιμές όσο αφορά την αποθήκευση της ενέργειας.
Σχεδιασμός μπαταριών για την αποθήκευση της ενέργειας
Αποτελούνται από δύο μέταλλα που είναι κατάλληλα για την επαναφόρτιση της μπαταρίας έτσι ωστέ να μην υπάρχουν θέματα κάτα την αποθήκευση ενέργειας για την άνοδο. Το ένα είναι ο σίδηρος και το άλλο είναι ο ψευδάργυρος. Αυτά τα δύο μέταλλα υφίστανται μείωση κατά την διάρκεια της φόρτισης και οξείδωση κατά την διάρκεια της εκφόρτωσης.
Για την κάθοδο οι επιλογές είναι περιορισμένες. Σαν αρχική σκέψη είχαν το υδροξείδιο του μαγγανίου, άλλα λόγο της εύκολης μετατροπή τους σε μη επαναφορτισμένα οξείδια του μαγγανίου και της εμπορικής ανεπάρκειας, κατέληξαν στο νικέλιο. Το νικέλιο μπορεί να στραφεί σε υδροξείδιο του νικελίου κάτω από αλκαλικά περιβάλλοντα κατά την διάρκεια μείωσης και απόρριψης.
Το επόμενο βήμα είναι να γίνει η ρύθμιση της μπαταρίας για την κατάληλλη αποθήκευση της ενέργειας. Γενικά η ρύθμιση της μπαταρίας αποτελείται από δύο δομές: την πολύ επίπεδη και την βυθισμένη δομή. Στην περίπτωση που μιλάμε χρησιμοποιείται η πολύ επίπεδη δομή η οποία αποτελείται από ένα στρώμα ανόδου, ένα διαχωριστικό στρώμα και το στρώμα της καθόδου.
Οι βασικότερες εφαρμογές των επαναφορτιζόμενων μπαταριών πέρα από την αποθήκευση ενέργειας
Οι προαναφερόμενες μπαταριές εκτός από την αποθήκευση της ενέργειας χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία με φώτα LED. Επίσης μπορεί να παρέχει σύνδεση 4G σε πολύ απομακρυσμένες περιοχές του πλανήτη. Τέλος παρέχει προστασία από διαβρώσεις σε υποδομές σκυροδέρματος.
Πήγες:
Μπαταρίες με βάση το τσιμέντο θα επιτρέπουν στα κτίρια να αποθηκεύουν ενέργεια – Newsbeast
Παγκόσμιες πρώτες επαναφορτιζόμενες μπαταρίες με βάση το τσιμέντο | Τσάλμερς (chalmers.se)
Κτίρια | Δωρεάν | πλήρους κειμένου Επαναφορτιζόμενη μπαταρία σκυροδέματος | HTML (mdpi.com)
Μπαταρίες βασισμένες στο τσιμέντο θα επιτρέψουν στα κτίρια να αποθηκεύουν ενέργεια – Unboxholics.com
