science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Bouwen aan een duurzame toekomst, één steen tegelijk

Een internationaal team van wetenschappers, onder leiding van King's College London, hebben een thermogalvanische steen ontwikkeld die elektriciteit opwekt zolang de twee zijden van de steen een verschillende temperatuur hebben. Krediet:King's College London

Dit komt door uitgebalanceerde 'elektrochemische' reductie- en oxidatieprocessen die plaatsvinden in de steen aan de twee zijden. Zolang de elektroden aan deze vlakken een verschillende temperatuur hebben, de elektrochemische reacties vinden plaats en er wordt elektriciteit opgewekt. De verbindingen binnenin worden niet geconsumeerd, raken niet op en kunnen nooit worden overladen. Zolang er een temperatuurverschil is kan er elektriciteit zijn. Bijvoorbeeld, als de buitenmuur van een huis of schuilplaats zonnig en warm is, maar het interieur is schaduwrijk en koel, elektriciteit kan worden geproduceerd door de muur.

Toegang tot elektriciteit in gebouwen is een voortdurende wereldwijde uitdaging, vooral in onontwikkelde landen of vluchtelingenkampen. Hier, elektriciteit is gewoon niet beschikbaar of onbetrouwbaar. Van licht 's nachts is bekend dat het de productiviteit en het onderwijs aanzienlijk verbetert, door het leven en de studie door te laten gaan buiten de grenzen die gesteld worden door het opkomen en ondergaan van de zon. Veel elektronische apparaten zoals mobiele telefoons zijn ook aanzienlijk mogelijk.

Door gegeleerd water in de baksteen te gebruiken, en het toevoegen van een 3D-geprint interieur op basis van een Schwarz D minimale oppervlaktestructuur, de thermogalvanische stenen zijn sterker dan huishoudstenen. Ze laten de elektrochemie toe en dienen ook om de isolatie te verbeteren.

Het team, inclusief wetenschappers van de Arizona State University en UNSW Sydney, als onderdeel van een PLuS Alliance-partnerschap - geloven dat dit nieuwe apparaat kan helpen toegang te bieden tot betaalbare en duurzame energie, onafhankelijk van een elektriciteitsnet. Vier bachelorstudenten, waaronder twee King's Chemistry-studenten, hielp bij het implementeren van de belangrijkste experimenten om te bewijzen dat deze apparaten konden werken. Het team heeft nu een voorlopig patent aangevraagd voor de stenen.

Leigh Aldous, Senior docent van de afdeling Chemie van King's zei:"Het idee is dat deze stenen 3D-geprint kunnen worden van gerecycled plastic, en worden gebruikt om snel en gemakkelijk zoiets als een vluchtelingenopvang te maken. Door de bewoners simpelweg warmer of koeler te houden dan hun omgeving, elektriciteit zal worden geproduceerd, genoeg om wat nachtelijke verlichting te bieden, en laad een mobiele telefoon op.

"Cruciaal, ze hebben geen onderhoud nodig, opladen of bijvullen. In tegenstelling tot batterijen, ze slaan zelf geen energie op, wat ook het risico op brand en transportbeperkingen wegneemt."

Conor Beale, een tweedejaars student scheikunde aan King's die aan het project werkte, zei:"Wat zo interessant is, is dat we iets kunnen nemen dat zo gewoon is en waar we nooit aan hebben gedacht, zoals temperatuurverschillen in huizen, en gebruik het om elektriciteit op te wekken. Voor een gezin dat in een ontwikkelingsland woont, dit kan een aanzienlijke impact hebben."