Ученые создали живой цемент, который может хранить энергию, как аккумулятор
- Ученые из Орхусского университета создали живой цемент с бактериями Shewanella oneidensis, который может хранить и отдавать энергию.
- Цемент на основе бактерий может функционировать в экстремальных условиях, самовосстанавливаться и стать экологической альтернативой традиционным аккумуляторам.
Исследователи из Орхусского университета в Дании разработали уникальный материал, интегрировав в обычный цемент живые бактерии. Эта инновация превращает строительные конструкции в своеобразный суперконденсатор, способный накапливать, хранить и отдавать электроэнергию. Технология может стать экологической альтернативой традиционным литиевым аккумуляторам.
Вероятно, в не таком уж и далеком будущем вместо того чтобы устанавливать аккумуляторы, строители смогут их просто "заливать". Результаты инновационного исследования опубликованы в журнале Cell Reports Physical Science рассказывает 24 Канал.
Смотрите также Новая технология избавит миллиарды устройств от необходимости в аккумуляторах и батарейках
Как цемент превратили в живой аккумулятор?
Ученые поставили под сомнение представление о бетоне как о неживом материале. Они добавили к цементной смеси бактерии Shewanella oneidensis, которые известны своей способностью переносить электроны за пределы клеточной мембраны.
Что происходит дальше? Попав в цемент, эти микроорганизмы создают электропроводящую сеть, что позволяет материалу накапливать и высвобождать энергию.
Это действительно работает?
Первые тесты показали, что эффективность такого подхода уже превышает показатели традиционных устройств для хранения энергии на основе цемента.
Интересно, что материал продолжает функционировать даже после отмирания микробов. Кстати, ученые могут "оживить" его, добавив питательные вещества, что восстанавливает до 80% первоначальной емкости. Для этого в цемент интегрировали микрофлюидную систему, которая поставляет белки, витамины, соли и факторы роста, чтобы поддерживать жизнь бактерий или реанимировать их.
По словам ведущего исследователя Ци Луо, команда соединила структуру с функциональностью, создав материал, который не только выдерживает нагрузки, но и сохраняет энергию и может самостоятельно восстанавливать свою производительность.
Как это можно применить?
Исследователи проверили материал в экстремальных условиях: он успешно накапливал и отдавал энергию как при минусовых температурах, так и в жару. Шесть соединенных между собой блоков такого цемента выработали достаточно электричества, чтобы зажечь светодиодную лампу. По подсчетам, комната, выстроенная из этого материала, могла бы хранить около 10 кВт-ч энергии – этого хватит для питания стандартного корпоративного сервера в течение суток.
Эта разработка может стать ответом на рост спроса на доступные и экологичные системы хранения энергии. В отличие от современных батарей, которые зависят от редких ресурсов, например литий и кобальт, и со временем деградируют, цементная система использует распространенные недорогие материалы и природные бактерии.
Хотя исследование находится на ранней стадии, оно открывает будущее, где здания станут собственными батареями. Мосты смогут питать собственные датчики, а дома – хранить солнечную энергию прямо в стенах.