Команда Харбінського технологічного інституту пропонує зберігати енергію безпосередньо в будівельних конструкціях. У перспективі стіни чи перекриття могли б накопичувати частину електрики від сонячних панелей і віддавати її освітленню або датчикам. Результати роботи опублікували в ACS Nano.
Для друку електродів учені змішали цемент, вуглецеві нанотрубки та сажу. Отриману суміш нанесли на невелику бетонну плиту у вигляді двох гребінців, зубці яких заходять один між одним. Завдяки такому розташуванню іонам потрібно долати коротшу відстань між електродами, що покращує роботу пристрою.
Важливу роль відіграє й сам цемент. Під час його взаємодії з водою формується пориста структура, у якій залишаються вода та рухливі іони. Водночас суцільна конструкція допомагає уникнути розшарування на межі електродів і розділювача.
Додайте GSMinfo до джерел у Google News Щоб бачити наші публікації у своїй стрічці новинНакопичує заряд і витримує навантаження
Прототип досяг міцності на стиск 23 МПа — за оцінкою дослідників, це порівнянно з бетоном, який використовують для плит і сходів. Тобто додавання електричної функції не позбавило матеріал здатності витримувати механічне навантаження.
За робочої напруги 1 В пристрій накопичував 22,52 мкВт·год енергії на квадратний сантиметр. Потужність становила 0,49 мВт/см². Для демонстрації команда з’єднала три надруковані суперконденсатори й заживила від них невеликий набір світлодіодів.
Суперконденсатори зазвичай поступаються акумуляторам за запасом енергії, зате швидко заряджаються та віддають заряд. Тому серед можливих застосувань розробники називають аварійне освітлення й автономні датчики, зокрема для контролю стану будівель. До заміни домашніх акумуляторних систем цій розробці ще далеко.
Під час короткочасних температурних тестів пристрій стабільно працював за помірного нагрівання та охолодження. Проте при −18 °C його показники різко погіршувалися. Наступні дослідження зосередять на роботі в мороз, зокрема на проблемах замерзання електроліту та збереження вологи в матеріалі.
