• Eugene Borisov

Из красного кирпича сделали суперконденсатор

Пост обновлен сент. 8

Дата и время публикации: 31.08.2020 09:25


Красный кирпич – это один из самых популярных материалов для строительства. Новое исследование ученых из Университета Вашингтона в Сент-Луисе показало, что красный кирпич можно использовать для накапливания электроэнергии, исследователи создали суперконденсатор на основе кирпича, который питал LED лампочку в течение 11 минут.


Конденсатор на основе трех кирпичей питал светодиодную лампочку 11 минут

Первые кирпичи использовались для строительства зданий еще в глубокой древности. Но только сейчас химики разработали способ модифицирования кирпичей в «умные блоки», которые могут накапливать энергию для питания устройств. В статье, опубликованной недавно в журнале Nature Communications, ученые продемонстрировали, что кирпич может быть источником питания, достаточным для того, чтобы включить небольшую зеленую светодиодную лампочку.

«Наш метод работает как с обычными кирпичами, так и с восстановленными», - утверждает профессор химии Университета Вашингтона Джулио Д’Арси, один из авторов работ, - «В нашей работе мы использовали обычные кирпичи, купленные за 65 центов».

Хотя некоторые архитекторы и дизайнеры уже знают тот факт, что кирпичи способны поглощать и накапливать тепло от Солнца, это первый случай более практичного использования кирпичей, чем источник тепла или холода.

Ученым удалось показать, как именно можно использовать красные кирпичи в качестве своеобразного устройства накопления энергии – суперконденсатора.

«В своей работе мы разработали специальное покрытие из проводящего полимера PEDOT (прим. редакции: Поли-3,4-этилендиокситиофен), который состоит из нановолокон, проникающих во внутреннюю пористую структуру кирпича. Это покрытие служит уникальной «ионной губкой» для накапливания электроэнергии», - объясняет профессор Д’Арси.

Изменение структуры кирпича после полимеризации проводящего материала PEDOT

Красный пигмент в кирпичах дает оксид железа или ржавчина. Именно он необходим для запуска реакции полимеризации. Разработчики утверждают, что покрытые полимером PEDOT кирпичи идеально подходят, например, для аварийного освещения. Для этого необходимо подключить такие кирпичи к солнечным панелям. 50-ти кирпичей будет достаточно для поддержания аварийного освещения в течение 5-ти часов.

Ученые показали, что симметричная структура суперконденсатора на основе кирпича имеет емкость 1,6 Ф/см2 и плотность энергии 2,22 Вт*ч/м2 при плотности тока 0,5 мА/см2. Это значит, что кирпичная стена 3х6 метров теоретически может давать почти 40 Вт*ч.

Разработчики протестировали различные комбинации кирпичей, объединяя их в блоки. В одной из комбинаций они объединили 3 небольших кирпича, после полной зарядки таких кирпичей в течение 15 секунд, они смогли в течение 11 минут питать LED лампочку, после чего напряжение упало с 2,7 В до менее 2,5 В.

«Еще одно преимущество такой технологии в том, что кирпичную стену можно повторно заряжать сотни и тысячи раз в течение часа. А если использовать сразу несколько кирпичей, то можно легко подключать микроэлектронные датчики», - уверяет профессор.


Просмотров: 6

Подписаться на новости SCDAILY