Il est capable de générer et de stocker l'électricité grâce à la chaleur

Le secteur de la construction, l'un des plus importants d'Espagne, a recherché de nouveaux matériaux, en particulier durables, tels que les panneaux de microalgues. Cependant, l'innovation de l'industrie est allée plus loin, car des alternatives telles que des briques ont déjà été fabriquées qui permettent aux murs jusqu'à 40% plus rapidement comme s'ils étaient des peuples ou un béton qui répare les fissures par lui-même et résiste au feu. La dernière chose à construire des maisons est une nouvelle et ingénieuse Matériel capable de générer et de stocker l'électricité.

Une équipe de chercheurs de l'Université du Sud-Est, une prestigieuse institution d'enseignement supérieur en Chine, a fabriqué un nouveau matériau de ciment avec de l'hydrogel qui est totalement capable de générer et de stocker l'électricité à partir de la chaleur. Dirigé par le professeur Zhou Yang, scientifiques ont été inspirés par les plantes pour créer cet élément innovant avec lequel ils ont réussi à dépasser les limites connues dans les matériaux thermoélectriques en fonction du ciment, comme indiqué dans l'étude publiée dans Bulletin scientifique.

Les chercheurs ont atteint Convertir en ciment, le matériau de construction le plus utilisé, dans un milieu fonctionnel pour la collecte de chaleur; Ce qu'ils disent, c'est une promesse via pour compenser la demande énergétique des bâtiments. Un nouveau ciment qui pourrait révolutionner le rôle actuel des infrastructures dans les villes intelligentes, les transformant en systèmes totalement auto-suffisants et énergétiquement actifs.

Génère de l'électricité

La clé de ce matériau de construction innovant est dans sa conception, car elle imite la structure des tiges des plantes, qui ont organisé des couches qui facilitent le transport des liquides et des nutriments. Un système qu'ils ont reproduit pour présenter un composé avec Couches de ciment alternatives et hydrogel d'alcool polyvinylique (PVA) Avec lesquels ils ont réussi à résoudre une faible mobilité ionique, qui est l'un des problèmes critiques du ciment traditionnel.

“La vitesse d'élimination entre les cations et les anions dans la solution poreuse du ciment, en raison des variations des interactions avec les parois poreuses, confère les propriétés thermoélectriques ioniques inhérentes au ciment. Cependant, l'isolement des pores par la matrice de ciment dense Il rend le transport d'ions rapides difficile avec des vitesses de diffusion plus élevéesce qui empêche l'augmentation de la différence de mobilité ionique et limite l'augmentation du coefficient de Sebeck “, expliquent les chercheurs dans leur étude.

En ayant cette conception de couches alternatives, le nouveau ciment a atteint un coefficient Seebeck – qui est la relation entre la tension thermoélectrique induite et la différence de température entre deux points d'un conducteur électrique – de −40,5 mV / K et un facteur de mérite (ZT) de 6,6 × 10⁻²; qui représente un saut important de dix et six fois par rapport aux valeurs précédentes de matériaux similaires. Valeurs qui déterminent la capacité de ce type d'éléments à transformer la chaleur en électricité.

Une autre des clés de cette structure multicouche est qu'elle facilite la migration des ions hydroxyle (OH⁻) à travers l'hydrogel, tandis que les ions calcium (CA²⁺) interagissent plus fortement dans l'interface avec le ciment. Et la différence contrôlée de mobilité ionique est ce qui augmente considérablement l'effet thermoélectrique du matériau. Aussi améliore sa résistance mécanique et vous permet de stocker l'énergie en interne.

Par conséquent, grâce à ces caractéristiques, le nouveau ciment peut fonctionner comme un générateur et comme un système de stockage d'énergie. Caractéristiques qui en font un élément idéal pour soulever infrastructure intelligente, comme les ponts, les routes ou les bâtiments qui peut se nourrir sans sources externes, des réseaux sans fil aux capteurs ou aux systèmes de surveillance.

Un grand potentiel

Chercheurs chinois D'autres avantages de ce matériel se distinguent. Par exemple, ils indiquent qu'il s'agit d'une avancée importante et a un impact potentiel profond sur la durabilité mondiale. Il réduit également la dépendance aux combustibles fossiles en profitant de la chaleur environnementale ou résiduelle, convertit l'infrastructure passive en sources d'énergie actives et diminue l'utilisation de batteries jetables, car avec elle, ils alimentent les capteurs et les appareils intégrés directement à partir du ciment lui-même.

D'un autre côté, les chercheurs disent que leur ciment encourage une économie circulaire dans la construction, où les matériaux construisent et génèrent de l'énergie; Et cela, lorsque vous lui fournissez une deuxième fonction écologique, Fournit des solutions à l'impact environnemental élevé du cimentqui est l'un des éléments les plus polluants du monde.

“La structure multicouche du CPC génère des interfaces abondantes, qui fournit des sites d'interaction larges qui maximisent la contribution des ions de ciment aux performances thermoélectriques. La structure biomimétique et le mécanisme d'immobilisation interfaciale pourraient ouvrir le chemin de La conception et la fabrication de matériaux thermoélectriques à ions haute performance“Les chercheurs concluent.