U svetu građevinske industrije, koja se suočava s izazovima održivosti i energetske efikasnosti, kineski istraživači sa Univerziteta Jugoistočne Kine napravili su značajan korak. Razvili su inovativni cementno-hidrogelni kompozit koji ne samo da pruža strukturnu podršku, već i generiše i skladišti električnu energiju, otvarajući vrata samoodrživim pametnim građevinama budućnosti.
.jpg)
Ilustracija
Biomimetička inspiracija: Struktura biljaka kao uzor
Tim koji predvodi profesor Zhou Yang inspiraciju je pronašao u slojevitoj strukturi stabljika biljaka. Kombinovanjem slojeva tradicionalnog cementa sa slojevima polivinil-alkoholnog (PVA) hidrogela, stvorili su materijal koji efikasno pretvara toplotnu energiju u električnu.
Ova struktura omogućava brži protok jona, posebno hidroksidnih (OH⁻), dok interfejsi između cementa i hidrogela selektivno vezuju kalcijumove jone (Ca²⁺). Ova selektivna interakcija povećava razliku u mobilnosti jona, što rezultira značajnim poboljšanjem termoelektričnog efekta.
Oglas
Tehničke karakteristike: Efikasnost deset puta veća
Novi materijal postiže Seebeckov koeficijent od −40,5mV/K i faktor zasluge (ZT) od 6,6×10⁻², što je deset, odnosno šest puta više u poređenju sa prethodnim cementnim termoelektričnim materijalima. Ovi rezultati ukazuju na potencijal za primenu u građevinskim strukturama koje same proizvode energiju.
Primena: Pametne građevine sa sopstvenim izvorom energije
Osim što generiše električnu energiju, ovaj kompozitni materijal ima sposobnost njenog skladištenja. Zahvaljujući svojoj slojevitoj strukturi, materijal poseduje mehaničku čvrstoću i kapacitet za skladištenje energije, što omogućava izgradnju objekata koji mogu napajati senzore i bežične komunikacione sisteme bez potrebe za eksternim izvorima energije.
Ova inovacija otvara mogućnosti za razvoj infrastrukture koja je energetski samoodrživa i prilagođena potrebama pametnih gradova.
.jpg)
Termoelektrični cementno-hidrogelni kompozit (Foto: Science China Press)
Perspektiva: Održiva gradnja i smanjenje emisije ugljen-dioksida
Na ovogodišnjoj SynBioBeta konferenciji diskutovaće se o izazovima u smanjenju emisije ugljen-dioksida iz cementne industrije. Biće naglašeno da bioinženjerski materijali, poput novorazvijenog cementno-hidrogelnog kompozita, mogu igrati ključnu ulogu u postizanju održive gradnje.
Implementacijom ovakvih materijala moguće je značajno smanjiti ekološki otisak građevinske industrije i doprineti borbi protiv klimatskih promena.
Budućnost građevinarstva u znaku inovacija
Ova revolucionarna tehnologija predstavlja korak ka transformaciji građevinske industrije, omogućavajući razvoj struktura koje su ne samo funkcionalne, već i energetski efikasne i ekološki prihvatljive.
Integracijom ovakvih materijala u buduće projekte, možemo očekivati gradove koji su samoodrživi, pametni i prilagođeni potrebama savremenog društva. Mogli bismo imati trotoare koji napajaju uličnu rasvetu i mostove koji sami nadgledaju stanje svoje konstrukcije.
Istraživanje je objavljeno u časopisu Science Bulletin.
