ბორდოს უნივერსიტეტისა და ბასკეთის ქვეყნის უნივერსიტეტის მკვლევრებისგან შემდგარმა გუნდმა ცემენტის მსგავსი ინოვაციური მასალა შექმნა. ეს არამხოლოდ სტრუქტურულ დატვირთვებს უძლებს, არამედ დამუხტვადი ბატარეის ფუნქციასაც ითავსებს. მეცნიერებს სჯერათ, რომ ამ გამოგონებამ შეიძლება გზა ახალი თაობის ენერგიის შემნახველ შენობებს გაუხსნას, რომელთა კედლებიც ენერგიის დაგროვებასა და მიწოდებას თავად შეძლებს.
კვლევას ენერგიის შენახვის სპეციალისტი, ასისტენტ-პროფესორი ვადიმ კოვრუგინი უძღვებოდა. ნაშრომის მთავარი მიზანი მეტაკაოლინის — ამორფული, სინთეზური ალუმინოსილიკატის — ენერგიის შემნახველ მასალად გარდაქმნა იყო. მათ ეს კაოლინიტის თიხის გაცხელებით სცადეს.
ამ მაღალრეაქტიული ნივთიერების სპეციალურად შემუშავებულ აქტივაციის ხსნართან შერევისას გამძლე გეოპოლიმერული პასტა წარმოიქმნება. იგი თუთიის (Zn) და მანგანუმის დიოქსიდის (MnO2) ელექტროდების ჩაშენების შემდეგ მაღალი წარმადობის მყარი მდგომარეობის ბატარეად გარდაიქმნება.
სისტემამ შთამბეჭდავი ენერგიის შესანახი მოცულობა დააგროვა — დაახლოებით 3,3 ვატსაათი ლიტრზე. ეს ენერგოსისტემების პირდაპირ სამშენებლო მასალებში ინტეგრაციის კუთხით ძალიან მნიშვნელოვანი ნაბიჯია.
“ეს მხოლოდ ბატარეა არ არის”, — განაცხადა კოვრუგინმა — “ეს ახალი მასალის კონცეფციაა, რომელშიც ინფრასტრუქტურა უბრალოდ სტატიკური აღარ არის — ის აქტიურად ენერგეტიკულ ეკოსისტემაში მონაწილეობს”.
განსხვავებით ტრადიციული პორტლანდცემენტისგან — რომელიც ბეტონის მთავარი კომპონენტია და აქამდე სითბოს დასაგროვებლად გამოიყენებოდა, მაგრამ მისი წარმოება მაღალ ნახშირორჟანგის ემისიებთან არის დაკავშირებული — გეოპოლიმერული მიდგომა უფრო მდგრადია. გარდა ამისა, იგი თერმული ენერგიის ნაცვლად ელექტროქიმიური ენერგიის შენახვას ხდის შესაძლებელს. ასე კი სისტემა ბევრად ეფექტიანად მუშაობს.
მეტაკაოლინზე დაფუძნებული მატრიცა, რომელიც ოდნავ მჟავური გარემოთი გამოირჩევა, ცემენტზე დაფუძნებული ბატარეების ერთ-ერთ მთავარ შეზღუდვას წარმატებით ძლევს — ის არასასურველ ქიმიურ რეაქციებს უშლის ხელს. ეს რეაქციები ბატარეის დატენის უნარს ზღუდავს.
ტრადიციულ ალკალურ სისტემებში ისეთი უხსნადი ნაერთები წარმოიქმნება, როგორიცაა კალციუმ-თუთიის შემცველი ნივთიერებები. ეს კი ბატარეის დამუხტვის უნარს ამცირებს. ახალ დიზაინში თუთია იონურ მდგომარეობას ინარჩუნებს. ამ გზით შექცევადი დაფარვა და მოცილება ხდება შესაძლებელი. შედეგად, ეფექტიანობა იზრდება. სწორედ ეს აძლევს სისტემას სრულად დამუხტვის შესაძლებლობას.
ამისდა მიუხედავად, მკვლევართა თქმით, წყალბადის გამოყოფა კვლავ მნიშვნელოვან გამოწვევად რჩება. ეს თუთიის ჰექსაჰიდრატირებული სულფატის წარმოქმნას იწვევს, რაც ელექტროდის და ელექტროლიტის გამყოფ ბარიერს აზიანებს. საბოლოოდ კი გეოპოლიმერი სკდება, რაც სისტემის გრძელვადიან გამართულობას ხელს უშლის.
ამ პრობლემის გადასაჭრელად მკვლევრებმა ბლოკური დიზაინი წარმოადგინეს. ეს ბატარეის კომპონენტებს ფენებად ან სექციებად ყოფს. აღნიშნული მიდგომა სისტემის მარტივ შენარჩუნებასა და ელემენტების ისე შეცვლას უზრუნველყოფს, რომ მასალის სტრუქტურული მთლიანობა არ დაირღვეს.
მეორე მხრივ, 40-დღიანი დაყოვნების შემდეგ წყლის მნიშვნელოვნად დაკარგვა დატენიანებისა და გამოშრობის მართვის აუცილებლობას უსვამს ხაზს. ეს ის ფაქტორებია, რომლებიც გეოპოლიმერული მასალის გამძლეობისთვის განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია. ამ გამოშრობამ ელექტროქიმიური სტაბილურობა საგრძნობლად შეამცირა. ეს იმაზე მიუთითებს, რომ დატენიანების დონეს საკმარისი გამტარობის შენარჩუნებისთვის დიდი მნიშვნელობა აქვს.
წყლის შემცველობის გაზრდამ შეიძლება მასალის მექანიკური მთლიანობა დაარღვიოს. აქედან გამომდინარე, როგორც გეოპოლიმერული შემადგენლობა, ასევე გამოშრობის პროცესი დამატებით ოპტიმიზაციას მოითხოვს, რათა ეს მასალა უფრო რეალურად გამოსადეგი გახდეს გამოყენებისთვის.
კვლევა გამოცემაში Materials Horizons გამოქვეყნდა.
· გადახედვა მეცნიერება უხილავი ხელის ეფექტი — რატომ არ ვჭამთ ინდაურის კვერცხს უხილავი ხელის ეფექტი — რატომ არ ვჭამთ ინდაურის კვერცხს
· გადახედვა მეცნიერება ჩინეთის კოსმოსურ სადგურზე აქამდე უცნობი ბაქტერია აღმოაჩინეს — იდუმალი თანამგზავრი ორბიტაზე ჩინეთის კოსმოსურ სადგურზე აქამდე უცნობი ბაქტერია აღმოაჩინეს — იდუმალი თანამგზავრი ორბიტაზე
· გადახედვა ფლორა და ფაუნა 2050 წლისთვის ზღვის დონე 20 სანტიმეტრით მოიმატებს — კლიმატური კრიზისი გარდაუვალია 2050 წლისთვის ზღვის დონე 20 სანტიმეტრით მოიმატებს — კლიმატური კრიზისი გარდაუვალია
· გადახედვა ფლორა და ფაუნა სამხრეთ ამერიკაში ტონობით ძვირფასი ლითონი აღმოაჩინეს — შესაძლოა, საქმე მილიარდობით დოლარს ეხებოდეს სამხრეთ ამერიკაში ტონობით ძვირფასი ლითონი აღმოაჩინეს — შესაძლოა, საქმე მილიარდობით დოლარს ეხებოდეს
· გადახედვა მედიცინა ისტორიაში პირველად, ადამიანს შარდის ბუშტი წარმატებით გადაუნერგეს ისტორიაში პირველად, ადამიანს შარდის ბუშტი წარმატებით გადაუნერგეს
