QAZAQ GREEN.  Қытайлық зерттеушілер өзінің негізгі – конструкциялық функциясын орындап қана қоймай, сонымен қатар электр энергиясын өндіруге және сақтауға қабілетті инновациялық цемент материалын әзірледі. Бұл жетістік өсіп келе жатқан урбанизация жағдайында энергияны үнемдейтін құрылыстың жаңа толқынына негіз бола алады, деп хабарлайды Interesting Engineering.

Жаңа композитті Оңтүстік-Шығыс университетінің профессоры Чжоу Ян бастаған топ әзірледі. Материал өсімдік сабағының құрылымынан шабыт алған көп қабатты цемент-гидрогель композиті (CPC) түрінде келеді. Оның басты ерекшелігі – иондық термоэлектрлік әсер арқылы жылу энергиясын электр энергиясына айналдыру мүмкіндігі.

Өнімділік көрсеткіштері аналогтардан едәуір жоғары.

Жаңа материал -40,5 мВ/К Зеебек коэффициентін және 6,6×10⁻² тиімділігін (ZT) көрсетті, бұл алдыңғы цемент термоэлектрик көрсеткіштерінен сәйкесінше 10 және 6 есе жоғары. Бұл параметрлер дәстүрлі цементтің төмен өткізгіштігіне байланысты бұрын қол жеткізілмеген құрылыстағы практикалық қолдану туралы айтуға мүмкіндік береді.

Гидрогель қабаттары иондық қозғалғыштықты арттырады

Бұрынғы әзірлемелердің негізгі проблемасы тығыз цемент матрицасында иондардың шектеулі қозғалғыштығы болды. Зерттеушілер оны материал құрылымына цемент пен поливинил спирті (PVA) негізіндегі гидрогельдің ауыспалы қабаттарын қосу арқылы шешті. Бұл қабаттар OH⁻ иондарын жылжыту үшін «жылдам каналдар» жасайды, ал цемент-гидрогель шекарасында Ca²⁺ кальций иондары берік ұсталатын аймақтар пайда болады. Мұндай теңгерімсіздік термоэлектрлік әсерді күшейтеді.

Энергия құрылымға кіріктірілген.

Материал қарапайым цементпен салыстыруға болатын беріктікке ие бола отырып, электр энергиясын жинақтауға қабілетті. Бұл «ақылды» нысандарды – ғимараттарды, көпірлерді, жолдарды – сыртқы қуат көздерін қажет етпестен кіріктірілген датчиктер мен байланыс модульдерін дербес қуаттандыруға мүмкіндік береді.

Әзірлеме қазірдің өзінде кәсіби қоғамдастықтың қызығушылығын тудырды. Ол алдағы SynBioBeta: Global Synthetic Biology Conference конференциясында бетон өнеркәсібіндегі шығарындыларды азайтуға арналған бөлімде талқыланатын негізгі тақырыптардың бірі болады деп күтілуде.

Авторлар олардың жұмысы жай ғана жаңа материал емес, болашақтың энергетикалық жүйесінде құрылыс конструкцияларының рөлін қайта қарастырудағы қадам екенін атап көрсетеді. Энергияны үнемдейтін шешімдерге сұраныстың артуы жағдайында термоэлектрлік әсері бар цемент тұрақты жаңа буын қалаларын құруда маңызды рөл атқара алады.