"الأسمنت الحي".. ابتكار يحوّل المباني إلى مخازن طاقة!

ابتكر فريق بحثي من جامعة آرهوس مادة أسمنتية تجمع بين البنية والوظيفة، إذ لا تقتصر على دعم الجدران فحسب، بل يمكنها تخزين الكهرباء واستعادة أدائها عند تزويدها بالمغذيات.

ودمج الباحثون بكتيريا حية من نوع Shewanella oneidensis، المعروفة بقدرتها على نقل الإلكترونات خارج الخلية، داخل الأسمنت التقليدي. وبمجرد دخول الميكروبات إلى المادة، تُنشئ شبكة من حاملات الشحنة التي تخزن الطاقة وتطلقها عند الحاجة.

وقال الباحث الرئيسي تشي لوه: "لقد دمجنا البنية مع الوظيفة، فابتكرنا مادة تتحمل الوزن وتخزن الطاقة، ويمكن إعادتها للحياة بتغذيتها بالمغذيات".

ولضمان استمرار النشاط الميكروبي أو إحيائه بعد نفاد العناصر الغذائية، أضاف الفريق نظاما ميكروفلويديا يوفر للبكتيريا البروتينات والفيتامينات والأملاح وعوامل النمو. وقد أظهرت التجارب إمكانية استعادة ما يصل إلى 80% من السعة الأصلية للأسمنت، ما يسمح للمباني بالعمل كمخازن طاقة قابلة للاستعادة ويقلل الحاجة للبطاريات التقليدية أو الإصلاحات المكلفة.

إقرأ المزيد

بطاريات الجاذبية.. ثورة في تخزين الطاقة المتجددة

واختبر الباحثون الأسمنت في بيئات شديدة البرودة والحرارة، حيث تمكن من تخزين الطاقة وتشغيلها. وأنتجت ست كتل موصلة معا طاقة كافية لتشغيل مصباح LED واحد.

وأوضح لوه: "يمكن دمج هذه التقنية في الجدران أو الأساسات أو الجسور لدعم مصادر الطاقة المتجددة مثل الألواح الشمسية من خلال توفير تخزين محلي للطاقة".

مستقبل المباني كبطاريات

وتشير الدراسة إلى إمكانية أن تصبح المباني المستقبلية إنشائية وكهربائية في الوقت ذاته، إذ يمكن لجسورها أو جدرانها تخزين الطاقة الشمسية اليومية أو تشغيل أجهزة استشعارها الخاصة دون الحاجة لبطاريات منفصلة. ويعتمد النظام على مواد وفيرة وبكتيريا طبيعية، متجاوزا القيود البيئية والاقتصادية للبطاريات التقليدية.

نشرت الدراسة في مجلة Cell Reports Physical Science.

المصدر: interesting engineering