دستیابی به انرژی حرارتی و الکتریکی از ذخیره انرژی سیمان



ایسنا/اصفهان بر اساس یافته‌های پژوهشگران، از ذخیره انرژی سیمان می‌توان برای ذخیره انرژی حرارتی و الکتریکی بهره برد. پژوهشگران معتقدند که ویژگی‌ها و پتانسیل‌های موجود در سیمان از طریق علم و مواد مهندسی ممکن است در آینده نوآوری‌های کلیدی را در حوزه برق و انرژی‌های تغییرپذیر به همراه داشته باشد.

سیمان، پرمصرف ترین مصالح ساختمانی در جهان می شود که ممکن است به زودی انرژی ذخیره شود در آن مورد استفاده قرار گیرد. به تازگی تحقیقات نشان داده است که پتانسیل موجود در سیمان را می‌توان در زمینه باتری‌های حرارتی جامد و ابرخازن‌ها (در صورت ترکیب با کربن) به کار برد.

بلوک های سیمانی به عنوان باتری های حرارتی

بر اساس مقاله‌ای که به تازگی در علوم کامپوزیت ( مجله Composites Science) منتشر شده است، روشی را برای تولید بلوک‌های سیمانی ابداع کرده‌اند که این بلوک‌ها به‌طور خودکار می‌توانند به کمک باتری‌های حرارتی تبدیل شوند. تکنیک مورد استفاده به این صورت است که از بلوک‌های سیمانی با استفاده از انرژی ورودی استفاده می‌شود و سپس آن را در زمان استفاده به عنوان منبع گرمای قابل استفاده در کار می‌روند.

بلوک‌های ذخیره‌سازی انرژی تولید می‌شوند، حاوی مواد تغییر فاز دهنده هستند که با داشتن این ویژگی می‌توانند الکتریسیته را در زمانی که بیشترین و ارزان‌ترین الکتریسیته را از شبکه یا منابع ذخیره‌پذیر موجود، جذب کنند، داشته باشند. سپس بلوک‌های شارژ شده می‌توانند به عنوان باتری‌های حرارتی جامد عمل کنند و انرژی ذخیره‌شده خود را در صورت نیاز برای سیستم‌های گرمایش آب و فضای آزاد کنند.

در آزمایش‌های اولیه، این تیم به چگالی انرژی قابل مقایسه با باتری‌های لیتیوم سیمی در بلوک‌های مبتنی بر ذخیره‌سازی انرژی دست یافتند. این انرژی ذخیره شده با اضافه شدن آب به صورت گرمای ملایم، ساطع می‌شود. در واقع، بلوک‌ها می‌توانند ذخیره انرژی طولانی مدت را در چرخه‌ها یا تمام فصول‌های روزانه ارائه دهند.

بخوان  کشف یک دایناسور ۱۲۰ میلیون ساله با قورباغه‌ای در شکمش

همچنین، پژوهشگران با استفاده از مواد زائدی مانند خاکستر پلاستیکی در طول تولید، به میزان کمتری نسبت به بلوک‌های بتنی یا باتری‌های معمولی دست یافتند.

سازندگان معتقدند که ذخیره‌سازی انرژی سیمان در باتری‌های حرارتی این قابلیت را دارد که ذخیره انرژی انرژی را برای ساختمان‌ها ذخیره کند و در عین حال، باعث کاهش در زمان پیک شود. علاوه بر این، بلوک‌های سیمانی می‌توانند جایگزینی برای فلزاتی مانند لیتیوم، کبالت و نیکل شوند که آن‌ها محدود و مخرب هستند، باشند.

این فناوری جدید یکی از خواص مفید موجود در سیمان، یعنی گرمای بالای آن را به سمت ذخیره انرژی‌های انرژی‌پذیر به جای سوخت‌های فسیلی که به طور سنتی برای گرما در کوره‌های سیمان استفاده می‌شود، هدایت می‌کند. این ابداع نشان می‌دهد که از طریق نوآوری مواد، سیمان می‌تواند به انتقال انرژی پایدار کمک کند.

کامپوزیت های سیمان-کربن رسا

علاوه بر این، دانشگاه MIT پتانسیل ذخیره انرژی سیمان را به یک ابرخازن بسیار کارآمد تبدیل کرده است. در این روش، افزودنی‌های کربن را به سیمان اضافه می‌کنند تا کامپوزیت‌های مشتق شده از سیمان با خواص افزایش یافته‌های افزایش یافته ایجاد شود.

تیم MIT دریافت می‌کند که از طریق مخلوط کردن سیمان با افزودنی‌های کربن سیاه قیمت ارزان، ویژگی‌های ابرخازن مانندی پیدا می‌کند. این تیم بیان می‌کند که یک بلوک سیمانی با اندازه حدود 45 متر مکعب می‌تواند به طور بالقوه تا 10 کیلووات ساعت انرژی ذخیره شود که این میزان برابر با مصرف روزانه یک خانه است.

با بیان اینکه این شیوه روش هنوز جنبه آزمایشی دارد، می‌گویند: این کامپوزیت‌های ذخیره‌سازی انرژی سیمانی با کربن می‌تواند انرژی یکپارچه را در سازه‌های فعال‌کننده ذخیره کند. دیوارها، فونداسیون‌ها یا جاده‌ها با چنین مخلوط‌های سیمانی، می‌توانند انرژی خورشیدی، باد یا انرژی هدر را در محل را برای استفاده از جذب‌کننده بعدی به کار ببرند.

بخوان  تلسکوپ فضایی جیمز وب برای اولین بار یک ابرنواختر را مشاهده کرد+ عکس

ذخایر کربن ذخیره شده را می‌کند، در حالی که سیمان در همه جا امکان تولید ارزان را فراهم می‌کند زیرا این کمپوزیت‌ها به مواد کم‌یابی مانند لیتیوم یا کبالت متکی ترکیب می‌شوند و در ترکیب آن‌ها به عنوان راه حل‌های ذخیره انرژی انرژی پایدار ارائه می‌شوند. می شود.

این دو تکنیک که به تازگی کشف‌شده‌اند، نشان می‌دهند که یکی از بی‌شمارترین مصالح سیاره زمین است، یعنی سیمان می‌تواند به طور بالقوه ذخیره انرژی در ساختمان‌های بیرونی را کند.

این دو آبداع ظرفیت نهفته سیمان را برای ذخیره انرژی از طریق فرآیندهای تولید جدید و مواد کامپوزیتی به نمایش می‌گذارد. با پیشرفت‌های بیشتر، باتری‌ها و ابرخازن‌های مبتنی بر ذخیره‌سازی انرژی سیمان می‌تواند ابزارهایی را برای یکپارچه‌سازی بیشتر انرژی‌های انرژی‌پذیر در زیرساخت‌ها ارائه‌دهنده باشد.

و به طور کلی حضور جهانی فعلی ساخت و ساز به این معنی است که ذخیره انرژی از سیمان پس از تکمیل به سرعت قابل استفاده خواهد بود. کشف ویژگی‌های نهفته در سیمان از طریق علم و مهندسی مواد ممکن است در آینده نوآوری‌های کلیدی را برای پشتیبانی از شبکه‌ها در حوزه برق و انرژی‌های پذیرنده به همراه داشته باشد.

انتهای پیام



منبع