Als er weer eens een “uitvinding” is gedaan, dan denk ik direct aan het “aanreiken” van oude technologie. De technologie die met geweld is onderdrukt en uit ons geheugen gewist, maar die door een kleine kliek uitbuiter-parasieten om de donder wel bekend is en ongetwijfeld gebruikt. Soms mogen we – om van de straat te blijven – zo nu en dan weer eens een uitvinding doen. Deze keer is het onderwerp de onthulling van ouwe koek:

Energy storing bricks for stationary PEDOT supercapacitors

Bakstenen als energie opslag voor energie die je bijvoorbeeld opwekt met PFAS-vrije zonnepanelen op basis van hennep. In de zomer wekken we daarmee veel te veel energie op, ’s winters moeten we energie bijkopen. Groot probleem, want de panelen die er al zijn blazen ’s zomers het hele electriciteitsnet op. “Teruglevering” aan de leveranciers staat op losse schroeven. De oplossing kan zijn een accu als reserve opslag. Er zijn zoutwater accu’s en accu’s gebaseerd op hennepvezels, zodat alle lithium in de grond kan blijven zitten. Iedereen die een zogenaamde “slimme” meter in huis heeft, kan die er dan ook uit slopen.

En dan nu de weggemoffelde realiteit: de Ouden van de Voortijd gebruikten daar ook de bakstenen van de huizen voor en ze verwarmden ’s winters het hele huis met een electrische haard. Haarden waar we nu hout in mikken, met alle nadelige gevolgen van dien. Kijk eens wat we zomaar weer tegen zijn gekomen – ook “aangereikt” waarschijnlijk. De onvoorspelbare afleidingsmanoeuvres van de machine.


Energie opslaan in rode bakstenen – The Source – Washington University in St. Louis

Talia Ogliore


Stel je voor dat je de stekker in het stopcontact steekt in je bakstenen huis.

Rode bakstenen – enkele van ’s werelds goedkoopste en meest bekende bouwmaterialen – kunnen worden omgezet in energieopslageenheden die kunnen worden opgeladen om elektriciteit vast te houden, zoals een batterij, volgens nieuw onderzoek van de Washington University in St. Louis.

Dit varkentje bouwde een batterij waarvan iedereen denkt dat het een bakstenen muur is… (Afbeelding uit ‘The Story of the Three Little Pigs’ (1904), met dank aan de Library of Congress)

Baksteen wordt al duizenden jaren gebruikt in muren en gebouwen, maar is zelden geschikt bevonden voor ander gebruik. Nu hebben chemici in Arts & Sciences een methode ontwikkeld om ‘slimme stenen’ te maken of aan te passen die energie kunnen opslaan totdat ze nodig zijn voor het voeden van apparaten. Een proof-of-concept gepubliceerd op 11 augustus in Nature Communications (en hieronder afgebeeld) toont een steen die rechtstreeks een groen LED-licht van stroom voorziet.

“Onze methode werkt met gewone bakstenen of gerecyclede bakstenen, en we kunnen ook onze eigen bakstenen maken”, zegt Julio D’Arcy, assistent-professor scheikunde. “In feite komt het werk dat we in Nature Communications hebben gepubliceerd voort uit bakstenen die we hier in Brentwood (Missouri) bij Home Depot hebben gekocht; Elke steen was 65 cent.”

Chemici in Arts & Sciences hebben een methode ontwikkeld om ‘slimme stenen’ te maken of aan te passen die energie kunnen opslaan totdat ze nodig zijn voor het voeden van apparaten. (Afbeelding: D’Arcy-laboratorium)

Muren en gebouwen gemaakt van bakstenen nemen al veel ruimte in beslag, die beter kan worden benut als ze een extra doel krijgen voor elektrische opslag. Hoewel sommige architecten en ontwerpers het vermogen van de simpele baksteen hebben erkend om de warmte van de zon te absorberen en op te slaan, is dit de eerste keer dat iemand heeft geprobeerd bakstenen te gebruiken als iets meer dan thermische massa voor verwarming en koeling.

D’Arcy en collega’s, waaronder Hongmin Wang, een afgestudeerde student aan de Washington University, eerste auteur van de nieuwe studie, lieten zien hoe rode bakstenen kunnen worden omgezet in een soort energieopslagapparaat dat een supercondensator wordt genoemd.

Julio D’Arcy:

“In dit werk hebben we een coating ontwikkeld van het geleidende polymeer PEDOT, dat bestaat uit nanovezels die het binnenste poreuze netwerk van een baksteen binnendringen; een polymeercoating blijft gevangen in een baksteen en dient als een ionenspons die elektriciteit opslaat en geleidt.

Het rode pigment in bakstenen – ijzeroxide of roest – is essentieel om de polymerisatiereactie op gang te brengen. De berekeningen van de auteurs suggereren dat muren gemaakt van deze energieopslagstenen een aanzienlijke hoeveelheid energie kunnen opslaan.”

“PEDOT-gecoate bakstenen zijn ideale bouwstenen die noodverlichting van stroom kunnen voorzien”, zei D’Arcy. “We stellen ons voor dat dit werkelijkheid zou kunnen worden wanneer je onze stenen verbindt met zonnecellen – dit zou 50 stenen in de buurt van de belasting kunnen kosten. Deze 50 stenen zouden het mogelijk maken om de noodverlichting vijf uur lang van stroom te voorzien.”

“Het voordeel is dat een bakstenen muur die als supercondensator dient, binnen een uur honderdduizenden keren kan worden opgeladen. Als je een paar stenen met elkaar verbindt, kunnen micro-elektronicasensoren gemakkelijk van stroom worden voorzien.”


Energieopslagstenen voor stationaire PEDOT-supercondensatoren

Abstract

Gebakken baksteen is een universeel bouwmateriaal, geproduceerd door middel van duizend jaar oude technologie, dat door de geschiedenis heen zelden een ander doel heeft gediend. Hier ontwikkelen we een schaalbare, kosteneffectieve en veelzijdige chemische synthese met behulp van een gebakken baksteen om oxidatieve radicale polymerisatie en afzetting van een nanofibrillaire coating van het geleidende polymeer poly(3,4-ethyleendioxythiofeen) (PEDOT) te beheersen. De open microstructuur, de mechanische robuustheid en het ~8 gew. % α-Fe2O3 bieden een ideaal substraat voor het ontwikkelen van elektrochemische PEDOT-elektroden en stationaire supercondensatoren die gemakkelijk in modules kunnen worden gestapeld. Epoxy met een uithardingstijd van vijf minuten dient als een waterdichte behuizing die de werking van onze supercondensatoren mogelijk maakt terwijl ze onder water zijn ondergedompeld en een gel-elektrolyt verlengt de cyclusstabiliteit tot 10.000 cycli met ~90% capaciteitsbehoud.


Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *