mobile-logo

" Storing energy in bricks " " Storing energy in red bricks "

02/09/2020

img banner detail

International Engineering News: การเก็บพลังงานไฟฟ้าในก้อนอิฐ

 

“ก้อนอิฐ” วัสดุที่เราคุ้นเคยกันอย่างดีและราคาค่อนข้างถูก ซึ่งถูกนำมาใช้เป็นวัสดุก่อสร้างนานนับพันปี

 

เป็นเรื่องดี หากเราสามารถเพิ่มวัตถุประสงค์ในการใช้งานก้อนอิฐที่มีพื้นที่กว้างของกำแพงหรือสิ่งปลูกสร้าง เพื่อเป็นแหล่งเก็บพลังงานไฟฟ้าในรูปแบบแบตเตอรี่ นอกเหนือจากการออกแบบเพื่อให้ควบคุมอุณหภูมิหรือดูดซับและกักเก็บพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์ของสถาปนิกหรือ Designer

 

เมื่อวันที่ 11 เดือนสิงหาคมที่ผ่านมา วารสาร Nature Communications ได้ตีพิมพ์บทความของทีมนักวิจัยเคมีจากม.วอชิงตัน ประเทศสหรัฐอเมริกา ที่ได้คิดค้นและพัฒนากรรมวิธีที่ทำให้ก้อนอิฐสามารถกักเก็บไฟ เพื่อรองรับการใช้งานจากอุปกรณ์ไฟฟ้า โดยเรียกก้อนอิฐชนิดนี้ว่า “Smart Brick” โดยแสดงให้เห็นว่าก้อนอิฐสามารถจ่ายกระแสไฟฟ้า เพื่อให้ไฟ LED ส่องสว่างได้

 

Julio D’Arcy (assistant professor of chemistry) กล่าวว่า กระบวนการในการผลิตของเรานั้น สามารถใช้ได้กับก้อนอิฐทั่วไปหรือก้อนอิฐที่ผ่านการรีไซเคิล สำหรับก้อนอิฐที่เราใช้ในงานวิจัยนั้นมาจาก Home Depot ณ เมืองเบรนท์วู้ด (รัฐมิมิสซูรี่) ก้อนอิฐแต่ละก้อนมีราคาเพียง 65 เซนต์ (ประมาณ 20 บาท) เท่านั้น

 

การใช้ก้อนอิฐในการเป็นแหล่งเก็บพลังงานไฟฟ้า เรียกว่า “supercapacitor” การพัฒนากรรมวิธีเคลือบผิว (coating) โดยใช้โพลิเมอร์ PEDOT ซึ่งผสมกับเทคโนโลยีนาโนไฟเบอร์เพื่อให้สารเคมีดังกล่าว สามารถแทรกซึมเข้าไปในก้อนอิฐ สารเคลือบผิวโพลิเมอร์จะยึดติดกับก้อนอิฐ และทำหน้าที่ดูดซับและกักเก็บพลังงานไฟฟ้า

 

สีแดงที่อยู่ในก้อนอิฐ คือ Iron oxide เป็นตัวเหนี่ยวนำทำให้เกิดปฏิกิริยาการควบแน่นและทำให้โมเลกุลมีขนาดใหญ่ (Polymerization) ผู้คิดค้นกล่าวว่า การสร้างกำแพงจากก้อนอิฐที่สามารถกักเก็บพลังงานได้นั้น เป็นการพัฒนาพลังงานอย่างยั่งยืน

PEDOT คือ สารที่เคลือบติดอยู่กับก้อนอิฐ ซึ่งสามารถจ่ายกระแสไฟสำรองให้กับระบบไฟส่องสว่างในกรณีที่ไฟดับ D’Arcy กล่าวว่า ลองจินตนาการดูว่าในความเป็นจริงเราสามารถใช้ก้อนอิฐจำนวนมากในการเชื่อมต่อกับระบบโซล่าเซลล์ ซึ่งอิฐจำนวน 50 ก้อน สามารถทำให้ไฟฉุกเฉินส่องสว่างได้นานถึง 5 ชั่วโมง

 

ทั้งนี้คุณสมบัติดังกล่าว ทำให้ก้อนอิฐกลายเป็น Supercapacitor ขนาดใหญ่ที่สามารถชาร์จไฟได้เป็น 100 ครั้ง1,000 ครั้งภายในเวลา 1 ชม. และหากคุณเชื่อมระบบ Microelectronics sensor เข้ากับอิฐ ก็จะสามารถควบคุมและ

ระบุสถานะการจ่ายพลังงานได้อย่างง่ายดาย

 

ที่มา: Tech Xplore

Links: https://techxplore.com/news/2020-08-energy-red-bricks.html

#engineeringnews

 

 

 

“ STORING ENERY IN RED BRICKS “

 

Red bricks—some of the world's cheapest and most familiar building materials—can be converted into energy storage units that can be charged to hold electricity, like a battery, according to new research from Washington University in St. Louis.

Brick has been used in walls and buildings for thousands of years, but rarely has been found fit for any other use. Now, chemists in Arts & Sciences have developed a method to make or modify "smart bricks" that can store energy until required for powering devices. A proof-of-concept published Aug. 11 in Nature Communications shows a brick directly powering a green LED light.

"Our method works with regular brick or recycled bricks, and we can make our own bricks as well," said Julio D'Arcy, assistant professor of chemistry. "As a matter of fact, the work that we have published in Nature Communications stems from bricks that we bought at Home Depot right here in Brentwood (Missouri); each brick was 65 cents."

Walls and buildings made of bricks already occupy large amounts of space, which could be better utilized if given an additional purpose for electrical storage. While some architects and designers have recognized the humble brick's ability to absorb and store the sun's heat, this is the first time anyone has tried using bricks as anything more than thermal mass for heating and cooling.

A tandem device comprised of three PEDOT-coated brick supercapacitors and connected in series lights up a white light-emitting diode for 10 min. Credit: Wang et al.

D'Arcy and colleagues, including Washington University graduate student Hongmin Wang, first author of the new study, showed how to convert red bricks into a type of energy storage device called a supercapacitor.

"In this work, we have developed a coating of the conducting polymer PEDOT, which is comprised of nanofibers that penetrate the inner porous network of a brick; a polymer coating remains trapped in a brick and serves as an ion sponge that stores and conducts electricity," D'Arcy said.

The red pigment in bricks—iron oxide, or rust—is essential for triggering the polymerisation reaction. The authors' calculations suggest that walls made of these energy-storing bricks could store a substantial amount of energy.

"PEDOT-coated bricks are ideal building blocks that can provide power to emergency lighting," D'Arcy said. "We envision that this could be a reality when you connect our bricks with solar cells—this could take 50 bricks in close proximity to the load. These 50 bricks would enable powering emergency lighting for five hours.

"Advantageously, a brick wall serving as a supercapacitor can be recharged hundreds of thousands of times within an hour. If you connect a couple of bricks, microelectronics sensors would be easily powered."

The paper, "Energy storing bricks for stationary PEDOT supercapacitors," has been scheduled for publication in Nature Communications on 11 August 2020.

 

ที่มา: Tech Xplore

Links: https://techxplore.com/news/2020-08-energy-red-bricks.html

#engineeringnews

 

กลับ Back

https://www.facebook.com/italthaiengineeringITE

enn-https://www.italthaiengineering.com/ร่วมงานกับเรา