Обработанные проводящим пластиком, обожженные кирпичи превращаются в суперконденсаторы
Сент-Луис (США) - Хорошо миллион кирпичей кладку многоквартирного дома формируют. Каждый отдельный кирпич в принципе может служить небольшим хранилищем энергии. Основу для этого теперь заложили американские ученые, которые более подробно изучили строительный материал, используемый на протяжении тысячелетий. В журнале „Nature Communications“ представлены первые суперконденсаторы на основе обожженных кирпичей. Три соединенных друг с другом кирпича обеспечивали достаточно энергии, чтобы светоизлучающий диод излучал в течение десяти минут.
„Кирпича мы предоставили новую возможность, от архитекторов и строительных компаний никогда не слышали“, - говорит Хулио м. д'Арси из университета Вашингтона в Сент-Луисе. Вместе со своими коллегами химик поместил коммерческий кирпич в герметичную камеру и нагрел его до 160 градусов по Цельсию. Пары соляной кислоты реагировали на поверхности с содержащимся оксидом железа, которому кирпичи обязаны своей красной окраской. При этом образовалось наноструктурированное соединение железа с относительно хорошо движущимися ионами железа. Таким образом, кирпич был приготовлен на пару с электропроводящим пластиком Этиленедиокситиофена. При этом в небольших порах кирпича образовался однородный полимерный слой, с помощью которого кирпич превратился в суперконденсатор, хранящий электричество.
Такие суперконденсаторы далеко не достигают емкости электрохимических батарей. Тем не менее, они поглощают электричество очень быстро и могут быть заряжены много десятков тысяч раз без снижения мощности. Пропитанные гелем на основе серной кислоты в качестве электролита, исследователи загрузили три подключенных друг к другу кирпича тока напряжением в три вольта в течение десяти секунд. Хотя плотность тока была очень низкой, около 25 миллиампер на квадратный сантиметр. Но ее хватило, чтобы зеленый светоизлучающий диод засветился минут на десять.
Используя этот эксперимент, исследователи обнаружили, что простые кирпичи могут быть превращены в долговечные хранилища энергии. На дальнейших этапах работы исследователи хотят еще больше оптимизировать выбор и покрытие проводящими полимерами, чтобы еще больше увеличить емкость памяти. Параллельно они разрабатывают концепцию, в которой электрические кирпичи электрически связаны друг с другом непосредственно при укладке даже без дополнительной проводки. По мнению ученых, эти электрические кирпичи могут быть легко интегрированы в кирпичные стены для питания датчиков или даже небольших источников освещения, например, в умном доме. Подключенные к панели солнечных батарей, силовые кирпичи продолжали заряжаться.