Рассматривая ту или иную техническую новинку не перестаю удивляться изобретениям, меняющим наше мировоззрение. Ну скажите пожалуйста, кому придет в голову строить дом со стенами из бетона, и чтобы эти стены накапливали энергию, как аккумуляторы? Во всяком случае на такой вопрос можно получить негативный ответ, наиболее часто изрекаемый, как бред.
Но не торопитесь отвечать, а познакомьтесь с первой в мире концепцией, разработанной шведскими учеными из Технического университета Чалмерса. После многих исследований они утверждают, что бетонные стены могут стать аккумуляторами энергии для домов, и в этом направлении добились впечатляющих успехов. В марте текущего года они представили высокопрочную «невесомую» батарею из углеволокна для транспорта.
Другая исследовательская группа того же вуза, анализируя обстоятельства, что некоторые аккумуляторы способны не только накапливать энергию, но и играют роль структурных элементов, реализовала аналогичный подход в сфере строительства и разработала элементы питания на основе бетона. Такие элементы изготавливаются из цемента, смешанного с небольшим количеством углеродных волокон, которые необходимы для повышения проводимости и прочности на изгиб. Отдельные слои материала помещаются между двумя сетками из углеволокна. Первая из них покрыта железом и действует как анод, а вторая — никелем и играет роль катода.
Каждый квадратный метр инновационного бетона позволяет накапливать 7 кВт. ч. По словам исследователей, это в 10 раз превышает показатель ранее разрабатывавшихся батарей на основе цемента. Правда, у промышленно выпускаемых современных элементов питания плотность энергии намного больше. Но возможность создания из бетонных аккумуляторов массивных сооружений компенсирует ограниченные характеристики.
Разработчики считают, что изобретение пригодится для постройки зданий, функционирующих как накопители энергии, автономного электроснабжения стационарных объектов, например, станций 4G-связи. Объединение цементных батарей с солнечными панелями позволит сделать независимую от сети систему питания для датчиков и других электроприборов, расположенных вдоль объектов большой протяженности, таких как автодороги и мосты.
Автор исследования Эмма Чжан подчеркивает, что слои сетками из углеродного волокна могут быть встроены в любую бетонную поверхность, поэтому новая технология предполагает применение бетона, накапливающего энергию, в огромных масштабах.
Ученые отмечают, что их разработка, в которой бетонные стены могут стать аккумуляторами энергии для домов, пока находится на очень ранней стадии. Среди проблем, которые еще предстоит решить, важное место занимает вопрос о долговечности элементов питания. Обычно бетонные постройки эксплуатируются в течение десятилетий, поэтому необходимо или добиться аналогичного срока службы аккмуляторов, или предусмотреть возможность их замены. Впрочем, исследователи с оптимизмом смотрят на возможности технологии и заявляют:
«Мы убеждены, что эта концепция вносит существенный вклад в развитие строительных материалов будущего, наделенных дополнительными функции, такими как взаимодействие с возобновляемыми источниками энергии».
Николай Китаев
