Forestil dig at tilslutte til dit murstenshus.
Røde mursten - nogle af verdens billigste og mest velkendte byggematerialer - kan konverteres til energilagringsenheder, der kan oplades til at holde på elektricitet, som et batteri, ifølge ny forskning fra Washington University i St. Louis.
Brick er blevet brugt i vægge og bygninger i tusinder af år, men er sjældent fundet egnet til anden brug. Nu har kemikere i Arts & Sciences udviklet en metode til at lave eller modificere "smarte klodser", der kan lagre energi, indtil det er nødvendigt for at drive enheder. Et proof-of-concept offentliggjort den 11. august i Nature Communications viser en mursten, der direkte driver et grønt LED-lys.
"Vores metode fungerer med almindelige mursten eller genbrugssten, og vi kan også lave vores egne klodser," sagde Julio D'Arcy, assisterende professor i kemi. "Faktisk stammer det arbejde, vi har offentliggjort i Nature Communications, fra mursten, som vi købte i Home Depot lige her i Brentwood (Missouri); hver mursten var 65 cent."
Vægge og bygninger lavet af mursten optager allerede store mængder plads, som kunne udnyttes bedre, hvis de fik et ekstra formål til elektrisk opbevaring. Mens nogle arkitekter og designere har anerkendt den ydmyge murstens evne til at absorbere og lagre solens varme, er det første gang nogen har prøvet at bruge mursten som andet end termisk masse til opvarmning og afkøling.
D'Arcy og kolleger, herunder kandidatstuderende fra Washington University Hongmin Wang, førsteforfatter til den nye undersøgelse, viste, hvordan man konverterer røde mursten til en type energilagringsenhed kaldet en superkondensator.
"I dette arbejde har vi udviklet en belægning af den ledende polymer PEDOT, som består af nanofibre, der trænger ind i det indre porøse netværk af en mursten; en polymerbelægning forbliver fanget i en mursten og fungerer som en ionsvamp der lagrer og leder elektricitet," sagde D'Arcy.
Det røde pigment i mursten - jernoxid eller rust - er afgørende for at udløse polymerisationsreaktionen. Forfatternes beregninger tyder på, at vægge lavet af disse energilagrende mursten kunne lagre en betydelig mængde energi.
"PEDOT-belagte klodser er ideelle byggeklodser, der kan levere strøm til nødbelysning," sagde D'Arcy. "Vi forestiller os, at dette kunne blive en realitet, når du forbinder vores klodser med solceller - det kan tage 50 klodser i umiddelbar nærhed af belastningen. Disse 50 klodser ville muliggøre strømforsyning af nødbelysning i fem timer.
"Med fordel kan en murstensvæg, der fungerer som en superkondensator, genoplades hundredtusindvis af gange inden for en time. Hvis du forbinder et par klodser, ville mikroelektroniksensorer nemt kunne drives."
