Pesquisadores desenvolvem novo cimento que faz concreto gerar eletricidade

por Canal da Engenharia
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Engenheiros da Coreia do Sul criaram um composto à base de cimento que pode ser usado no concreto para fazer estruturas que geram e armazenam eletricidade.

A geração pode ser conseguida por meio da exposição a fontes de energia mecânica, como passos, vento, chuva e ondas.

A pesquisa

O estudo é fruto de uma parceria entre a engenharia mecânica e a civil da Incheon National University, da Kyung Hee University e da Korea University, na Coréia do Sul.

No artigo, publicado pela revista Nano Energy neste mês de novembro, é descrito um compósito condutivo à base de cimento (CBC) com fibras de carbono que também pode atuar como um nanogerador triboelétrico (TENG), um tipo de coletor de energia mecânica.

Eles projetaram uma estrutura em escala de laboratório e um capacitor baseado em CBC usando o material desenvolvido para testar suas capacidades de captação e armazenamento de energia.

“Queríamos desenvolver um material de engenharia estrutural que pudesse ser usado para construir estruturas de energia líquida zero que usassem e produzissem sua própria eletricidade”, disse Seung-Jung Lee, professor do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental da Universidade Nacional de Incheon.

“Como o cimento é um material de construção indispensável, decidimos usá-lo com enchimentos condutores como o elemento condutor central para nosso sistema”, acrescentou.

Além do armazenamento e coleta de energia, o material também pode ser usado para projetar sistemas de autodetecção que monitoram a saúde estrutural e preveem a vida útil restante das estruturas de concreto sem qualquer energia externa.

Em (a) visão geral esquemática da casa de energia zero líquida que pode colher várias formas de energia renovável de membros estruturais baseados no material CBC, com coletores de energia eólica, energia biomecânica e até energia de gota de chuva batendo no telhado. Em (b) mecanismo detalhado da energia colhida baseada na eletrificação de contato com adoção do material CBC. Fonte: Yoonsang Ra e colaboradores.

Sem choques

Os usuários do edifício não precisam se preocupar em serem eletrocutados.

Os testes mostraram que um volume de 1% de fibras de carbono condutor em uma mistura de cimento foi suficiente para dar ao cimento as propriedades elétricas desejadas sem comprometer o desempenho estrutural, e a corrente gerada foi muito inferior ao nível máximo permitido para o corpo humano.

Fontes:

Electrifying: New cement makes concrete generate electricity. Global Construction Review. 23 de novembro, 2021.

Yoonsang Ra e colaboradores. Toward smart net zero energy structures: Development of cement-based structural energy material for contact electrification driven energy harvesting and storage. Nano Energy. Novembro, 2021.

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