ساختمان‌هایی که مداوم انرژی تولید می‌کنند

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از اکو نیوز، کلید این دگرگونی قابل توجه در رنگدانه قرمز آجر‌ها نهفته است. این ماده‌ لایه لایه و قهوه‌ای مایل به قرمز، زنگ نام دارد و عمدتاً از اکسید آهن تشکیل شده است. 

اکنون دانشمندان دانشگاه واشینگتون در سنت لوئیس می‌گویند با افزودن یک لایه نازک پلیمری به نام PEDOT که حاوی نانوالیاف است می‌توان وارد بافت متخلخل یک آجر شد.

این پوشش پلیمری رسانا همچنین به عنوان یک جاذب یونی با ظرفیت ذخیره و انتقال برق عمل می‌کند. اکسید آهن درون آجر برای شروع واکنش پلیمریزاسیون ضروری است تا پوشش PEDOT بتواند بر روی ساختار آجر‌های مصرف شده به خوبی عمل کند.

این فرآیند با آجر‌های خشک نو و بازیافتی کار می‌کند و به این ترتیب، برای پایداری و به طور بالقوه برای تولید ارزان بهینه شده است. این عوامل ممکن است این فناوری را در مقایسه با نیروی کار انسانی، نسبتا ارزان و به پذیرش آن توسط مشتریان بیشتری در آینده کمک کند.

پیش بینی می‌شود با توجه به ذخایر انرژی این «آجر‌های هوشمند» تعداد زیادی از کاربرد‌های بالقوه را در نظر بگیریم. بدون شک، سیستم‌های روشنایی اضطراری یکی از امیدوارکننده‌ترین کاربرد‌های این الیاف نازک است.

برخی از محققان می‌گویند برای ساختن یک دیوار به حدود ۵۰ آجر پوشیده شده با PEDOT نیاز است که پس از اتصال به سلول‌های خورشیدی، می‌تواند انرژی روشنایی اضطراری را برای سه تا پنج ساعت تامین کند. این می‌تواند در زمان خاموشی یا در مکان‌هایی با منبع برق غیرقابل پیش بینی مانند بسیاری از خانه‌ها در کشور‌های در حال توسعه ارزشمند باشد.

علاوه بر این، این آجر‌ها می‌توانند حداقل صد‌ها هزار بار در یک ساعت شارژ شوند از این رو راه حل‌های انرژی طولانی مدت و ایده آلی هستند. به غیر از روشنایی اضطراری، این فناوری همچنین می‌تواند انرژی تجهیزات میکروالکترونیک و سایر محصولات کم مصرف مانند حسگر‌ها را تامین کند.

اگرچه ایده خانه‌های هوشمند و شهر‌های هوشمند هنوز در مرحله توسعه است، اما استفاده از مصالح ساختمانی که ذخیره کننده انرژی نیز باشند ممکن است به حل برخی از مشکلات انرژی و افزایش کارایی مصرف انرژی کمک کند.

به طور کلی، طراحی دوگانه آجر‌های ذخیره انرژی، معماری مدرن و برنامه ریزی شهری را متحول خواهد کرد. سازه‌ها در حال حاضر مناطق وسیعی از شهر‌های بزرگ و کوچک ما را اشغال کرده اند و ضروریست گام‌های ملموس اولیه را برای در نظر گرفتن پوشش آنها به عنوان یک راهکار موجود آغاز کنیم.

این فناوری با ادغام سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر در ساخت و ساز ساختمان مرتبط است.

اگرچه برخی از معماران پیش از این دریافته اند آجر به جمع آوری و آزادسازی انرژی حرارتی برای اهداف گرمایش و سرمایش کمک می‌کند، اما این اختراع جدید فراتر رفته و آجر‌ها را به عنوان ابزاری برای ذخیره برق مطرح می‌کند.

در تلاش برای کاهش ردپای کربن و افزایش امنیت انرژی شهر‌های سراسر جهان، چنین نوآوری‌هایی که شامل آجر‌های ذخیره انرژی است، پتانسیل کمک به ساخت شهر‌های انعطاف پذیر و پایدار آینده را دارند.

بنابراین، تبدیل آجر‌های قرمز استاندارد به واحد‌های بالقوه ذخیره انرژی یکی از چشمگیرترین پیشرفت‌ها در مورد مصالح ساختمانی پایدار است. همانطور که این محققان نشان می‌دهند، آجر‌ها دارای خواص ذاتی خاصی هستند که توسط فناوری پلیمر تقویت شده است.

کارشناسان انتظار داریم این فناوری تطبیق و گسترش یابد، زیرا آنچه در حال حاضر داریم خانه‌ها و ساختمان‌هایی هستند که صرفا سرپناهی ایجاد می‌کنند، اما می‌توانند انرژی نیز تولید کنند. از ساختار‌های باستانی بین النهرین و مصر گرفته تا شهر‌های مدرن قرن بیست و یکم، آجر ساده، بی صدا چارچوب تمدن‌هایی را شکل داده است که اکنون قرار است آینده انرژی ما را تعریف کنند.