EO

Nieuw concept maakt compleet gebouw tot batterij

31 mei 2021 om 11:50 uur

Stel je een volledig betonnen gebouw van twintig verdiepingen voor dat energie kan opslaan als een gigantische batterij. Dankzij onderzoek van de Chalmers University of Technology, Zweden, kan dit werkelijkheid worden. Onderzoekers ontwikkelden onlangs een concept voor oplaadbare batterijen van cement.


Emma Zhan en Luping Tang zijn erin geslaagd een wereldwijd concept te ontwikkelen voor een oplaadbare batterij op cementbasis. Het concept omvat een mengsel op cementbasis, waaraan kleine hoeveelheden korte koolstofvezels zijn toegevoegd om de geleidbaarheid en buigtaaiheid te vergroten. Vervolgens is in het mengsel een met metaal gecoat koolstofvezelgaas ingebed - ijzer voor de anode en nikkel voor de kathode. Na veel experimenteren is dit het prototype dat de onderzoekers nu presenteren.

"Resultaten van eerdere onderzoeken naar betonbatterijtechnologie toonden zeer lage prestaties, dus we moesten  een ​​andere manier te bedenken om de elektrode te produceren. Dit specifieke idee dat we hebben ontwikkeld - dat ook oplaadbaar is - is nog nooit eerder onderzocht. Nu hebben we proof of concept op laboratoriumschaal", zegt Zhang.

 

 De oplaadbare cement-batterij heeft een gemiddelde energiedichtheid van 7 Wattuur per vierkante meter (of 0,8 Wattuur per liter). Dit is nog steeds weinig in vergelijking met commerciële batterijen, maar daar staat tegenover dat er een enorm volume beschikbaar is, bijvoorbeeld bij gebruik in gebouwen.

Het feit dat de batterij oplaadbaar is, is de belangrijkste eigenschap. Energieopslag is een voor de hand liggende mogelijkheid bij gebruik in gebouwen, monitoring is een andere. De onderzoekers zien toepassingen die kunnen variëren van het voeden van Leds, het leveren van 4G-verbindingen in afgelegen gebieden of kathodische bescherming tegen corrosie in betonnen infrastructuur.

"Het kan bijvoorbeeld ook worden gekoppeld aan zonnepanelen om elektriciteit te leveren en de energiebron te worden voor monitoringsystemen in bruggen, waar sensoren die worden aangedreven door een betonnen batterij scheuren of corrosie kunnen detecteren", suggereert Zhang.

 

Het concept om constructies en gebouwen op deze manier te gebruiken, zou revolutionair kunnen zijn, omdat het een alternatieve oplossing zou bieden voor de energiecrisis, door een groot volume aan energieopslag te bieden. Vanuit duurzaamheidsperspectief is beton verre van ideaal, maar de mogelijkheid om er functionaliteit aan toe te voegen zou een nieuwe dimensie kunnen bieden. Zhang: "We hebben een visie dat deze technologie in de toekomst hele secties van gebouwen met meerdere verdiepingen van functioneel beton zou kunnen maken. Aangezien elk betonoppervlak een laag van deze elektrode kan bevatten, hebben we het over enorme hoeveelheden functionele beton."

Uitdagingen op het gebied van levensduur

Het idee bevindt zich nog in een zeer pril stadium. De technische vragen die nog moeten worden opgelost voordat de techniek op de markt kan worden gebracht, zijn onder meer het verlengen van de levensduur van de batterij en de ontwikkeling van recyclingtechnieken.

"Aangezien betonnen infrastructuur meestal wordt gebouwd om vijftig of zelfs honderd jaar mee te gaan, moeten de batterijen worden verfijnd om hieraan te voldoen, of moeten ze gemakkelijker kunnen worden vervangen en gerecycled wanneer hun levensduur voorbij is. Voorlopig biedt dit technisch gezien een grote uitdaging ", zegt Zhang. Toch verwachten de onderzoekers dat dit wel wordt opgelost, waarna hun innovatie veel te bieden heeft.  

 

Reacties (1)

Hoewel ik een grote voorstander ben van vernieuwingen en energiebeheer denk ik toch dat ik een dergelijk gebouw niet naast mijn deur wil hebben. Er zit nogal wat energie in dat gebouw. Het ontstaan van temperatuursverandering kan tot gevaarlijke situaties leiden. Kijk maar naar autos die net zijn opgeladen via een snellader en dan vol gas wegspurten. De temperatuur in die accus lopen dan flink op, wat tot brand of ontploffing kan leiden.
Gerard Rooijakkers, 1 juni 2021 12:18
 

Gerelateerd nieuws

Van inbraakalarm tot zwarte gaten detector

Van inbraakalarm tot zwarte gaten detector

Is zwaartekracht een kwantumfenomeen? Dat is een van de grote open vragen in de natuurkunde. Vorig jaar is aan de RUG een experiment bedacht dat deze vraag kan beantwoorden. Dit jaar laten de onderzoekers zien dat…

Nucleaire reacties smeulen weer in Tsjernobyl

Nucleaire reacties smeulen weer in Tsjernobyl

Vijfendertig jaar nadat de kerncentrale van Tsjernobyl in Oekraïne explodeerde bij het ergste nucleaire ongeval ter wereld, smeulen de splijtingsreacties opnieuw in de uraniumbrandstofmassa's die diep in een…

Innovatieve elektrode sluit de CO2-kringloop

Innovatieve elektrode sluit de CO2-kringloop

Industriële bedrijven kunnen hun chemische processen verduurzamen als ze gebruikmaken van elektriciteit. Het project Electrons to Close the Carbon Cycle (E3C) opent hiervoor nieuwe mogelijkheden. De wetenschap en de…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

7 juni 2021, online

Vision, Robotics & Motion business event

Het online alternatief voor de vakbeurs Vision, Robotics & Motion.

29 juni 2021, online

Behoud onderhoudskennis – en ervaring in de energiesector met behulp van Mixed Reality

Hoe kunnen energiebedrijven voorkomen dat waardevolle kennis de deur uitloopt door vergrijzing en andere...

29 juni 2021

Webinar: Hoe machinegegevens te verzamelen en te gebruiken via on-site oplossingen

Gericht op het bruikbaar maken van machine- en procesdata via lokale systemen

Meer agendapunten »