دراسات

تحول الطوب إلى أجهزة لتخزين الطاقة

يعتبر الطوب الأحمر من أقوى مواد البناء التي تم استخدامها على نطاق واسع في البناء لأكثر من 6000 عام. يشير مصطلح لبنة في البداية إلى الكتلة التي تتكون من الطين الجاف.

حاليًا ، يتم استخدام الطوب بشكل أساسي في الجدران وعادة ما يتم ربطها معًا باستخدام الملاط. الطوب المحروق شديد المقاومة لظروف الطقس. علاوة على ذلك ، فإنها تميل إلى امتصاص الحرارة المنقولة أثناء النهار وإطلاقها أثناء الليل ، وهي حقيقة مفيدة للحفاظ على ظروف درجة الحرارة في المبنى.

ومع ذلك ، وفقًا لدراسة جديدة نُشرت في مجلة Nature Communications ، يمكن أيضًا استخدام الطوب الأحمر لتخزين الطاقة والعمل مثل البطاريات.

على وجه الخصوص ، ابتكر باحثون كيميائيون من جامعة واشنطن في سانت لويس تقنية تجعل الطوب قادرًا على تخزين الطاقة واستخدامها لتشغيل الأجهزة. يمكن توصيل الطوب بالألواح الشمسية وتخزين الطاقة المتجددة.

يحتوي الطوب على بنية مسامية تمكن من عملية التخزين. تمتلئ هذه المسام ببخار حمضي يعمل كمذيب لأكسيد الحديد (أو الصدأ) الذي يتكون منه الطوب. ينتقل الغاز عبر تجاويف الطوب المملوءة بمادة أساسها الكبريت تتفاعل مع الحديد. نتيجة لذلك ، يحيط مادة بلاستيكية موصلة ، بوليمر PEDOT ، مسامية الطوب.

تحدث خوليو إم دارسي ، المؤلف المشارك للدراسة وأستاذ الكيمياء المساعد في جامعة واشنطن في سانت لويس موضحاً آلية العمل: “في هذا العمل ، قمنا بتطوير طلاء من البوليمر الموصل PEDOT ، والذي يتكون من ألياف نانوية تخترق الشبكة الداخلية المسامية للطوب ؛ لا يزال طلاء البوليمر محاصرًا في الطوب ويعمل بمثابة إسفنجة أيونية تخزن وتوصل الكهرباء ، “.

وفقًا للفريق العلمي ، يمكن أن تولد الطريقة المقترحة كميات كبيرة من الطاقة المتجددة. قدر الباحثون أن 50 طوبة مكثف ستستغرق 13 دقيقة لشحنها ويمكن أن توفر طاقة كافية لتشغيل إضاءة الطوارئ للمبنى لمدة 50 دقيقة على الأقل.

من بين المزايا الأخرى ، ذكر دارسي أنه يمكن إعادة شحن مكثفات الطوب عدة مرات خلال فترات زمنية قصيرة دون أي عيوب.

يؤكد الباحثون حقيقة أن أكسيد الحديد ، وهو مادة نفايات تم تحويلها إلى منتج مفيد يمكن استخدامه في عملية توليد الطاقة المتجددة. اقترح الفريق أن “المواد الخاملة لديها القدرة على أن تكون تحويلية في التصنيع الكيميائي”.

تتمثل الأهداف المستقبلية للفريق في زيادة سعة تخزين الطاقة بما لا يقل عن 10 مرات وتقليل تكلفة ووقت إنتاج الطوب المطلي بالبوليمر.

المصدر
thecivilengineer

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

زر الذهاب إلى الأعلى