Изследователи от университета в Орхус, Дания, доказаха, че циментът може да прави много повече от това да поддържа стени.

Чрез вграждането на живи бактерии в най-разпространения строителен материал в света, екипът създаде суперкондензатор, способен да съхранява електроенергия. Материалът, който доказва концепцията, не само съхранява енергия, но и може да възстанови производителността си, когато бъде „подхранен“ с хранителни вещества.

Водещият изследовател Ци Луо заяви, че са обединили структура и функция, създавайки материал, който не само носи тежест и съхранява енергия, но и може да възстанови производителността си, когато се подхранва с хранителни вещества.

Бетонът отдавна се счита за безжизнен материал. Датският екип оспори тази идея, като добави Shewanella oneidensis: бактерия, известна със способността си да пренася електрони извън клетката си.

Веднъж попаднали в цимента, микробите създават мрежа от носители на заряд, които съхраняват и освобождават енергия.

Първите тестове показват, че този подход вече превъзхожда традиционните устройства за съхранение на енергия на циментова основа. Още по-впечатляващо е, че циментът продължава да функционира и след смъртта на микробите, а изследователите могат да го съживят с помощта на хранителни вещества.

Откритието подчертава как строителните материали скоро могат да започнат да играят активна роля в енергийните системи. Вместо да служат като пасивни обвивки, бъдещите стени и основи могат да действат едновременно като подслон и място за съхранение.

Микробната активност има тенденция да отслабва с изчерпването на хранителните вещества. За да решат този проблем, учените интегрираха микрофлуидна система в цимента. Тя доставя протеини, витамини, соли и растежни фактори, за да поддържа бактериите живи или да ги съживи.

Този подход възстановява до 80% от първоначалния капацитет. На практика, според екипа, сградите могат да се превърнат в материали за възстановяване на енергия, което ще намали необходимостта от подмяна на батерии или извършване на скъпи ремонти.

Изследователите също така тестваха цимента при екстремни условия. Той съхраняваше и разтоварваше енергия както в замръзнала, така и в гореща среда. Шест блока, свързани помежду си, произвеждаха достатъчно електроенергия, за да осветят LED лампа.

„Това не е просто лабораторен експеримент“, каза Луо. „Ние предвиждаме тази технология да бъде интегрирана в реални сгради, в стени, основи или мостове, където може да поддържа възобновяеми енергийни източници като слънчеви панели, като осигурява локално съхранение на енергия.“

Той добавя, че дори скромната производителност може да има ефект. Стая, изработена от този материал, може да съхранява около 10 kWh, което е достатъчно, за да захранва стандартен сървър на предприятие за един ден. С разрастването на възобновяемите енергийни източници нараства и търсенето на достъпни и устойчиви системи за съхранение. Днешните батерии зависят от оскъдни ресурси като литий и кобалт и с времето се разграждат.

Системата на циментова основа избягва тези проблеми. Тя използва изобилни, евтини материали и естествено срещащи се бактерии. Тя също така работи в мащаб, който далеч надхвърля този на конвенционалните устройства. Въпреки че все още е в ранен етап, изследването сочи към бъдеще, в което сградите действат като свои собствени батерии. Това може да означава мостове, които захранват собствените си сензори, или домове, които съхраняват дневната слънчева енергия в стените си.

Откритията на екипа сочат, че следващото поколение инфраструктура може да бъде както структурна, така и електрическа. Вместо да инсталират батерии, бъдещите строители може да ги изливат.

Снимка: Unsplash

Виж още: Човешките стволови клетки стареят по-бързо в Космоса