تشتهر الميكروبات بقدراتهم الرائعة على قيد الحياة. والآن ، اكتشف العلماء سمة أخرى رائعة: تحويل الأسمنت إلى جهاز تخزين الكهرباء.
في دراسة نشرت في 9 سبتمبر في تقارير الخلايا العلوم الفيزيائية ، يصف الباحثون في جامعة آرهوس في الدنمارك كيف قاموا بزرع بكتيريا تسمى Shewanella Oneidensis في الأسمنت. من المعروف أن هذه البكتيريا الخاصة جيدة في نقل الإلكترونات عبر الأسطح ، وتساءل الباحثون عما إذا كان يمكن أن يكون بمثابة ناقل للطاقة في الأسمنت.
في الواقع ، ظهرت الأسمنت ، مع إنشاء البكتيريا “شبكة من شركات الشحن القادرة على تخزين الطاقة الكهربائية وإطلاقها” ، أوضح الباحثون في بيان. وبعبارة أخرى ، يمكن للأسمنت تخزين وإطلاق الكهرباء ، وهو اكتشاف يمكن أن يمكّن ذات يوم من المباني المستدامة. والأفضل من ذلك ، وجد الباحثون أنه حتى بعد وفاة الميكروبات ، يمكن إعادة تنشيط المادة من خلال تغذية المواد الغذائية.
مجمع أسمنت أوندد
عندما ماتت الميكروبات حتما ، أعادتهم خدعة بسيطة حرفيًا إلى الحياة. قام الفريق بدمج شبكة ميكروفلويديك لتزويد البكتيريا بالعناصر الغذائية ، ويمكن استخدام نفس القنوات “لإيقاظ” النظام ، واستعادة ما يصل إلى 80 ٪ من سعة الطاقة الأصلية ، وفقًا للدراسة.
“لقد جمعنا الهيكل مع الوظيفة” ، قال تشي لوو ، المؤلف الرئيسي للدراسة والمهندس المدني في جامعة آرهوس.
“والنتيجة هي نوع جديد من المواد التي يمكن أن تحمل أحمالًا وتخزين الطاقة – والتي هي قادرة على استعادة أدائها عند تزويدها بالمواد المغذية.”
وقال الباحثون إن المادة الناتجة تنتج حمولة كبيرة من الطاقة – حتى تحت الضغط. على سبيل المثال ، تضمن اختبار الإجهاد أحد وضع الأسمنت في بيئات درجة الحرارة القصوى ، والذي تحمله بسهولة. وعندما قام الباحثون بتوصيل ست كتل من الأسمنت ، فإن الهيكل قد ولدت قوة كافية لتبديل مصباح LED.
مستقبل المبنى المستدام؟
الأسمنت رخيص نسبيا مقارنة بمعظم المواد ، مما يجعل من السهل التوسع. البكتيريا وفيرة أيضًا في الطبيعة ، مما يعني أن التكنولوجيا مستدامة في جوهرها. ومع ذلك ، هناك حاجة إلى مزيد من العمل لاتخاذ ما هو ورقة إثبات المفهوم من خلال كونها مادة جاهزة للسوق.
وقال لوو: “إننا نتصور أن هذه التكنولوجيا تدمج في المباني الحقيقية ، في الجدران أو المؤسسات أو الجسور ، حيث يمكنها دعم مصادر الطاقة المتجددة مثل الألواح الشمسية من خلال توفير تخزين الطاقة المحلي”.
“تخيل غرفة منتظمة مصممة مع الأسمنت المملوء بالبكتيريا: حتى بكثافة طاقة متواضعة تبلغ 5 WH/kg ، يمكن للجدران وحدها تخزين حوالي 10 كيلو وات ساعة-بما في ذلك للحفاظ على خادم المؤسسة القياسي ليوم كامل.”