Cihla ve funkci baterie

Jestliže do červených cihel bohatých na oxid železa napumpujeme speciální páry, které tvoří polymery, pak se cihly stanou elektricky nabitými a mohou skladovat elektřinu. Naučíme starou cihlu novým kouskům?

Cihly jsou jedním z nejstarších známých stavebních materiálů již celá tisíciletí. Výzkumní pracovníci z Washington University v St. Louis objevili nový způsob, jak přeměnit obyčejnou cihlu na pseudo baterii, která bude elektricky vodivá a schopná skladovat elektřinu. Cihla je dostatečně výkonná, aby rozsvítila žárovku LED. Cihlová baterie spoléhá na načervenalý pigment hematit - oxid železitý, který dává červené cihle její barvu. Hematit se také používá v nejmodernějších zařízeních na skladování energie, což inspirovalo chemiky k tomu, aby uvažovali o úpravě cihel k ukládání elektřiny. Vědci napumpovali do porézních cihel speciální plyny, které reagovaly s oxidem železa a vytvářely síť plastických vláken. Tato mikroskopická vlákna vyplňují prázdná místa uvnitř cihel a činí je elektricky vodivými. Uvnitř cihel vzniká tzv. PEDOT, poly (3,4-ethylendioxythiofen), vodivý polymer, který poprvé představila společnost Bayer AG už v roce 1989. Pomocí solárního článku pak chemici dali polovině cihel kladný náboj a polovině záporný náboj a spojili je měděnou páskou. To v podstatě změnilo cihly na baterii, která může napájet zařízení. Jako důkaz napájeli z cihly malé LED světlo. 

Možnosti využití cihlové baterie 

Cihlové baterie lze nabít přibližně za 13 minut a mají životnost přibližně 10 000 nabití. Julio D'Arcy, odborný asistent chemie na Washingtonské univerzitě v St. Louis, který na studii pracoval a provozuje laboratoř, kde byla prováděna, uvedl, že 50 cihel může uchovávat dostatek elektřiny k napájení tří wattů nouzového osvětlení po dobu 50 minut. Tři watty zhruba odpovídají LED stolní lampě. „Mohli bychom jen zvýšit počet cihel, abychom zvýšili množství energie, kterou můžeme skladovat, ale víme, že to není skvělá strategie, protože to může být drahé,“ řekl D’Arcy. Cihlové baterie lze také použít k napájení malé elektroniky, jako jsou detektory oxidu uhličitého, které nevyžadují mnoho energie, ale chemici uvažují o větších rozměrech. D’Arcy uvedl, že pokud se týmu podaří řádově zvýšit množství energie, kterou mohou cihly ukládat, byly by na stejné úrovni jako kapacita lithiové baterie. Chemici nakonec doufají, že cihly mohou být integrovány do solárních domů, kde by umožňovaly ukládat energii, což by mohlo být zvláště užitečné pro případ bouří nebo jiných událostí, které ohrožují napájení. Ve stavebnictví mohou mít velký potenciál. 

Budoucnost cihlových zdí 

Kromě skladování energie vyvíjejí další vědci způsoby, jak používat cihly k čištění vody. Jednoho dne je tedy možné, že zdi vašeho domu budou poskytovat elektřinu, kterou používáte, a vodu, kterou pijete. Než budou cihly připraveny k takovému použití v domácnostech, zbývá ještě dlouhá cesta. Pokud ale chemici úspěšně zlepší jejich kapacitu, není těžké si představit jejich široké použití. „Žijeme s nimi již pár tisíc let, komunikujeme s nimi, „řekl D´Arcy. „Chceme je jen vylepšit.“ Snahou je vyvinout speciální plastické hmoty o nanovelikostech, které by se staly vnitřní součástí cihel. Pokud jde o budoucnost, předpokládá se, že by stěna postavená z takových cihel poskytovala stavební oporu a současně skladovala elektřinu vyráběnou třeba solárními panely na střeše nebo na fasádě. Komerční využití této technologie je ještě o několik let vzdálenější, protože v současné době je kapacita skladování elektřiny v cihlách jen nepatrná ve srovnání s lithiovými bateriemi - asi jen 1 % (setinová). Výzkumníci nyní zkoumají, jak provozní charakteristiky cihel zlepšit. 

Zdroje: https:/www.scientificamerican.com/podcast/episode/bricks-can-be-turned-into-batteries  

Scientists Have Turned Bricks Into Batteries (msn.com)