مقال مترجم من موقع Smart Energy International للكاتب Jonathan Spencer Jones
Image source: Chalmers University of Technology
بفضل البحث الجديد الذي أجرته جامعة تشالمرز للتكنولوجيا في السويد، سوف يٌفتح الطريق أمام المباني الخرسانية لتخزين الطاقة كبطارية عملاقة مصنوعة من الأسمنت، يتضمن البحث الذي لازال في مرحلة إثبات المفاهيم خليطاً من الأسمنت مع إضافة كميات قليلة من ألياف الكربون لزيادة الموصلية والقدرة على الإنحناء، بعد ذلك يتم دمج شبكة من ألياف الكربون المطلية بالمعدن داخل الخليط الحديد للقطب الموجب والنيكل للقطب السالب.
مع هذا المزيج أنتج الباحثون بطارية تعتمد على الأسمنت وقابلة لإعادة الشحن بمتوسط كثافة طاقة تبلغ 7 واط ساعة لكل متر مربع أو (0.8 واط ساعة لكل لتر)، وفي حين أن كثافة هذه الطاقة منخفضة بالمقارنة مع البطاريات التجارية، حيث أن البطاريات التجارية لديها كثافة تبلغ عشرة أضعاف كثافة البطاريات الخرسانية، ولكن يمكننا التغلب على هذه المشكلة بفضل الحجم الضخم الذي يمكن فيه بناء البطارية عند استخدامها في المباني الخرسانية.
من أهم مميزات البطاريات الأسمنتية أنها قابلة لإعادة الشحن، وبالتالي توسيع إمكانيات الاستخدام عن طريق تطويرها وتسويقها تجاريًا، وتتراوح التطبيقات المحتملة للبطاريات الأسمنتية من تشغيل مصابيح LED، وتوفير اتصالات الجيل الرابع في المناطق النائية، والحماية الكاثودية في البنية التحتية الخرسانية لمنع تآكل الهياكل المعدنية والأنابيب.
يمكن أيضًا أن تستخدم ألواح الطاقة الشمسية بجانب البطاريات الخرسانية لتوفير الكهرباء اللازمة لأنظمة المراقبة في الطرق السريعة أو الجسور، حيث يمكن لأجهزة الاستشعار التي تعمل بواسطة بطارية خرسانية اكتشاف التصدع والتآكل.
تقول ايما تشانغ باحثة في تكنولوجيا البناء “أظهرت نتائج الدراسات السابقة حول تقنية البطاريات الخرسانية أداءً منخفضًا للغاية لذلك ينبغي علينا التفكير خارج الصندوق للوصول إلى طريقة أخرى لإنتاج القطب الكهربائي، حيث أن هذه الأفكار لم يتم استكشافها من قبل وستؤدي إلى نقلة ثورية للاستدامة”.
وتقول تشانغ أيضاً “لدينا رؤية بأن هذه التكنولوجيا سوف تسمح للمباني الخرسانية ذات الطوابق المتعددة إلى أن أي سطح أو طابق خرساني يمكن أن يحتوي على طبقة من القطب الكهربائي، وبالتالي فإننا نتحدث عن كميات هائلة من الطاقة المخزنة في المباني الخرسانية”.
لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يجب القيام به لتطوير هذا النوع من البطاريات لاسيما فيما يتعلق بجانب فعالية البطارية، تتضمن الأسئلة المتبقية التي يتعين حلها إطالة عمر البطارية وتطوير تقنيات إعادة التدوير؛ نظرًا لأن البنية الخرسانية تستمر من خمسين إلى مائة عام، فيلتزم تحسين البطاريات لتتناسب مع ذلك أو لتكون أسهل في التبديل وإعادة التدويرعند انتهاء عمرها التشغيلي.
المراجع: المقالة مترجمة من الموقع الالكتروني أدناه
Cement-based batteries – a potential future building storage option
