Framtidens Industri 1
F ORSKNING sbara cementbaserade batteri områden o
m konceptet utvecklas ytterligare och kommersialiseras är närmast svindlande. Emma Zhang kommenterar: – Vi ser framför oss att denna teknik i framtiden kommer att innebära hela höghus med konstruktionsdelar av funktionell betong. Givet att vilken betongdel som helst skulle kunna ha ett lager av denna elektrod inbäddad, skulle det innebära gigantiska volymer av funktionell betong. Konceptet att använda byggnader och infrastruktur för lagring av stora volymer energi skulle alltså kunna vara ett revolutionerande bidrag till att lösa energikrisen. Men det stannar inte vid funktionell betong i höghus, utan forskarna ser många fl er möjligheter. – Tekniken kan användas tillsammans med solpaneler för att ge elektricitet och som källa för så kallad strukturell hälsoövervakning i vägbroar och hamnar, där sensorer drivna av ett cementbaserat batteri kan upptäcka sprickor eller korrosion, säger Emma Zhang. Cementbaserade batterier skulle även kunna användas för att driva LED-belysning och 4G-uppkoppling eller dylikt på avlägsna platser, eller som katodskydd mot armeringskorrosion i betongkonstruktioner. Betong, som baseras på cement, är världens mest använda byggmaterial, men också omtvistat ur hållbarhetssynpunkt. Potentialen i att addera funktionalitet ger den dock en ny dimension. Utmaning med livslängd återstår Det cementbaserade batteriet befi nner sig fortfarande på ett tidigt stadium. De tekniska utmaningarna som måste överbryggas för att kunna kommersialisera tekniken handlar främst om batteriets livslängd och att utveckla hållbara återvinningsmetoder. – Då våra byggda strukturer konstrueras för att stå i femtio till hundra år så måste cementbaserade batterier antingen utvecklas så att de matchar detta, eller kompletteras med en teknik för utbyte och återvinning då dess livslängd är slut. I nuläget är innebär det en stor utmaning utifrån den tekniska synvinkeln, säger Emma Zhang. Men forskarna är hoppfulla: – Vi är övertygade om att vårt koncept innebär ett stort bidrag till att ge framtidens byggnadsmaterial utökad funktionalitet genom att fungera som lagring för förnybar energi, säger Luping Tang. u • Forskningsprojektet har fi nansierats av Energimyndigheten. • Forskarna har utvecklat en prototyp av ett återuppladdningsbart cementbaserat batteri med en genomsnittlig energitäthet på 7 Wh/m2 (eller 0.8 Wh/L) under sex laddningsoch urladdningscykler. • De testade ett fl ertal olika kombinationer för att konstruera elektroden, och upptäckte att en elektropläterad järnanod och en elektropläterad nickeloxid-baserad katod gav de bästa resultaten. • Ledningsförmågan hos den cementbaserade elektrolyten förbättrades genom att tillsätta kolfi ber. Luping Tang och Emma Zhang. Foto: ChalmerS FRAMTIDENS INDUSTRI 4 2021 15