E se la pila di accumulo dei pannelli fotovoltaici fosse l'edificio in calcestruzzo ?

Le strutture in calcestruzzo potrebbero comportarsi come batterie giganti e quindi fare sistema con i pannelli fotovoltaici per edifici NZEB. Ecco i risultati dei ricercatori svedesi.

Batterie in calcestruzzo: si può fare ?

I ricercatori del Dipartimento di Architettura e Ingegneria Civile della Chalmers University of Technology (Goteborg - Svezia) hanno pubblicato uno studio in cui si presentano i risultati di un nuovo concetto di batterie ricaricabili: in calcestruzzo.

Tutto nasce da un team di ricercatori in cui sono presenti il prof. Luping Tang e la dott.ssa Emma Zhang, che si occupa di studiare i materiali da costruzione "del futuro".

Rivoluzionario lo studio che presentano oggi e che nasce da un nuovo concetto.

Il concetto parte, innanzitutto, da una miscela a base di cemento, con piccole quantità di fibre di carbonio corte aggiunte per aumentare la conduttività e la resistenza alla flessione. Nella miscela è quindi incorporata una rete in fibra di carbonio rivestita di metallo: ferro per l'anodo e nichel per il catodo.

"I risultati di studi precedenti sulla tecnologia delle batterie in calcestruzzo hanno mostrato prestazioni molto basse, quindi ci siamo resi conto che dovevamo pensare fuori dagli schemi, per trovare un altro modo per produrre l'elettrodo", ha detto Zhang. “Questa particolare idea che abbiamo sviluppato - che è anche ricaricabile - non è mai stata esplorata prima. Ora abbiamo la prova del concetto su scala di laboratorio."

La ricerca ha prodotto una batteria ricaricabile a base quindi di cemento, con una densità energetica media di 7 Watt-ora per metro quadrato (o 0,8 Watt-ora per litro). La densità di energia viene utilizzata per esprimere la capacità della batteria. 

Le prestazioni della nuova batteria Chalmers potrebbero essere più di dieci volte quelle dei precedenti tentativi di batterie di cemento. La densità di energia è ancora bassa rispetto alle batterie commerciali, ma questa limitazione potrebbe essere superata grazie all'enorme volume a cui la batteria potrebbe essere costruita quando utilizzata negli edifici.

Il fatto che la batteria sia ricaricabile è la sua qualità più importante e le possibilità di utilizzo se il concetto viene ulteriormente sviluppato e commercializzato sono quasi sbalorditive, ha affermato il team. L'immagazzinamento dell'energia è una possibilità ovvia, il monitoraggio è un'altra. I ricercatori vedono applicazioni che potrebbero variare dall'alimentazione dei LED, alla fornitura di connessioni 4G in aree remote o alla protezione catodica contro la corrosione nelle infrastrutture in calcestruzzo.

"Potrebbe anche essere accoppiato con pannelli a celle solari, ad esempio, per fornire elettricità e diventare la fonte di energia per i sistemi di monitoraggio in autostrade o ponti, dove i sensori azionati da una batteria di cemento potrebbero rilevare crepe o corrosione", suggerisce Zhang.

E se la pila di accumulo dei pannelli fotovoltaici fosse l'edificio in calcestruzzo ?

Edifici che inglobano l'energia

Il concetto di utilizzare strutture ed edifici in questo modo potrebbe essere rivoluzionario, perché offrirebbe una soluzione alternativa alla crisi energetica, fornendo un grande volume di accumulo di energia.

LA dott.ssa Zhang ha dichiarato: “Abbiamo una visione che in futuro questa tecnologia potrebbe consentire intere sezioni di edifici a più piani realizzati in calcestruzzo funzionale. Considerando che qualsiasi superficie in calcestruzzo potrebbe avere uno strato di questo elettrodo incorporato, stiamo parlando di enormi volumi di calcestruzzo funzionale".

L'idea è ancora in una fase iniziale. Le questioni tecniche che devono ancora essere risolte prima che la commercializzazione della tecnica possa essere una realtà includono l'estensione della durata della batteria e lo sviluppo di tecniche di riciclaggio.

"Dal momento che le infrastrutture in calcestruzzo sono generalmente costruite per durare cinquanta o anche cento anni, le batterie dovrebbero essere raffinate per adattarsi a questo, o per essere più facili da sostituire e riciclare quando la loro vita utile è finita", ha detto Zhang. "Per ora, questo rappresenta una sfida importante dal punto di vista tecnico".

"Siamo convinti che questo concetto rappresenti un grande contributo per consentire ai futuri materiali da costruzione di avere funzioni aggiuntive come le fonti di energia rinnovabile", ha concluso Luping Tang.

Il progetto di ricerca è stato finanziato dall'Agenzia svedese per l'energia (Energimyndigheten) e l'articolo, Rechargeable Concrete Battery, è pubblicato sulla rivista scientifica Buildings.

 

 

 

Ecco il LINK per l'articolo  scientifico Rechargeable Concrete Battery in the scientific journal Buildings.   

 


Luping Tang  

Professor at the Department of Architecture and Civil Engineering, Chalmers University of Technology 

tang.luping@chalmers.s

 

Emma Qingnan Zhang  

Doctor, formerly of the Department of Architecture and Civil Engineering, Chalmers University of Technology, now Senior Development Scientist at Delta of Sweden.  

 

emma@deltaofsweden.com

 


Fonte: The Concrete Index