Dolgu Maddesi Bazlı Şarj Edilebilir Piller
Çok büyük bir pil gibi enerji depolayabilen yirmi katlı beton bir bina düşünün. İsveç Chalmers Teknoloji Üniversitesi’nin araştırması sayesinde, böyle bir vizyon bir gün gerçek olabilir. Mimarlık ve İnşaat Mühendisliği Bölümü’nden araştırmacılar, çimentodan yapılmış, şarj edilebilir piller için yeni bir konsepti özetleyen bir makale yayınladılar.
Sürdürülebilir yapı malzemelerine sürekli artan ihtiyaç, araştırmacılar için büyük zorluklar doğurmaktadır.İsveç Chalmers Teknoloji Üniversitesi’nden Doktor Emma Zhang, geleceğin yapı malzemelerini araştırmak için birkaç yıl önce Profesör Luping Tang’ın araştırma grubuna katıldı. Birlikte, dolgu maddesi bazlı şarj edilebilir pil için dünyada ilk olan bir konsept geliştirmeyi başardılar.
Konsept,iletkenliği ve bükülme dayanıklılığını artırmak için küçük miktarlarda kısa karbon fiberlerin eklendiği dolgu maddesi bazlı bir karışımı içerir. Daha sonra, karışımın içine metal kaplı bir karbon fiber ağ – anot için demir ve katot için nikel gömülüdür.
“Beton pil teknolojisini araştıran daha önceki çalışmaların sonuçları çok düşük performans gösterdi, bu yüzden elektrotu üretmenin başka bir yolunu bulmak için kutunun dışında düşünmemiz gerektiğini fark ettik. Geliştirdiğimiz bu özel fikir daha önce hiç keşfedilmedi. Şimdi laboratuvar ölçeğinde konsept kanıtımız var,” diye açıklıyor Emma Zhang.
Luping Tang ve Emma Zhang’ın araştırması, ortalama enerji yoğunluğu metrekare başına 7 Wattsaat (veya litre başına 0,8 Wattsaat) olan şarj edilebilir dolgu maddesi bazlı bir pil üretti. Enerji yoğunluğu, pilin kapasitesini ifade etmek için kullanılır ve yeni Chalmers pilinin performansının, daha önceki beton pil denemelerinin on katından daha fazla olabileceğidir. Enerji yoğunluğu, ticari pillere kıyasla hala düşüktür, ancak pilin binalarda kullanıldığında oluşturulabileceği devasa hacim sayesinde bu sınırlamanın üstesinden gelinebilir.
Enerji Depolama Sorunlarını Çözmek için Potansiyel Bir Anahtar
Pilin şarj edilebilir olması en önemli özelliğidir ve konseptin daha da geliştirilip ticarileştirilmesi durumunda kullanım olanakları neredeyse şaşırtıcıdır.Araştırmacılar, LED’lere güç vermekten uzak alanlarda 4G bağlantıları sağlamaktan veya beton altyapıda korozyona karşı katodik koruma sağlamaktan farklı uygulamalar olabileceğini düşünüyorlar.
Yapıları ve binaları bu şekilde kullanma konsepti devrim niteliğinde olabilir, çünkü büyük miktarda enerji depolaması sağlayarak enerji krizine alternatif bir çözüm sunacaktır.
Çimentonun diğer bileşenlerle karıştırılmasıyla oluşan beton, dünyanın en yaygın kullanılan yapı malzemesidir. Sürdürülebilirlik açısından ideal olmaktan uzaktır, ancak buna işlevsellik ekleme potansiyeli yeni bir boyut sunabilir. Emma Zhang’ın yorumları: “Gelecekte bu teknolojinin işlevsel betondan yapılmış çok katlı binaların tüm bölümlerine izin verebileceğine dair bir vizyonumuz var. Herhangi bir beton yüzeyde bu elektrotun bir katmanının gömülü olabileceğini düşünürsek, muazzam hacimlerde işlevsel betondan bahsediyoruz. ”
Kullanım Ömrü Yönleriyle İlgili Zorluklar Devam Ediyor
Fikir henüz çok yeni bir aşamada.Konseptin ticarileştirilmesinden önce çözülmesi gereken teknik sorular arasında pilin hizmet ömrünün uzatılması ve geri dönüşüm tekniklerinin geliştirilmesi sayılabilir. “Somut altyapı genellikle elli, hatta yüz yıl dayanacak şekilde inşa edildiğinden, pillerin buna uyacak şekilde rafine edilmesi veya kullanım ömrü bittiğinde değiştirilip geri dönüştürülmesinin daha kolay olması gerekir. Şimdilik, bu büyük bir zorluk sunuyor.” diyor Emma Zhang.
Ancak araştırmacılar, yeniliklerinin çok şey sunabileceğinden umutlu. Luping Tang, “Bu konseptin, gelecekteki yapı malzemelerinin yenilenebilir enerji kaynakları gibi ek işlevlere sahip olmasına izin verilmesine büyük katkı sağladığına inanıyoruz,” diyerek sözlerini sonlandırıyor.
Kaynak: sciencedaily.com
