Washington Üniversitesi’nde yapılan yeni araştırmaya göre, yapı malzemelerinden biri olan kırmızı tuğlalar, pil gibi elektrik tutmak için şarj edilebilen enerji depolama birimlerine dönüştürülebilecek.
Tuğlalar binalarda binlerce yıldır kullanılmaktadır. Washington Üniversitesi, cihazları çalıştırmak için enerji depolayabilen “akıllı tuğlalar” yapmak için bir yöntem geliştirdi. 11 Ağustos’ta Nature Communications’da yayınlanan görselde yeşil bir led ışığına doğrudan güç veren bir tuğla gösterilmektedir.
Binalar büyük miktarda yer kaplamaktadır ve elektrik depolaması için bir görev verilirse daha kullanışlı bir hale gelebilir. Mimarlar ve tasarımcılar tuğlaların güneş ısısını emme ve saklama kabiliyetini fark etmiş olsalar da ilk kez kırmızı tuğlalar pil görevinde kullanıldı.
Washington Üniversitesi lisansüstü öğrencisi Hongmin Wang dahil olmak üzere meslektaşları, kırmızı tuğlaların süper kapasitör adı verilen bir tür enerji depolama cihazına nasıl dönüştürüleceğini gösterdi.
Kimya Profesörü D’Arcy, “Bu çalışmada, bir tuğlanın iç gözenekli yapısına nüfuz eden nanoliflerden oluşan bir iletken polimer kaplaması geliştirdik. Bir polimer kaplama tuğlaya sıkışmış halde kalır ve elektriği depolayabilen bir iyon süngeri görevi görür.” dedi.
Tuğlalardaki kırmızı pigment -demir oksit veya pas- polimerizasyon reaksiyonunu tetiklemek için gereklidir. Hesaplamalar enerji depolayan tuğlalardan yapılmış duvarların önemli miktarda enerji depolayabileceğini öne sürüyor.
D’Arcy, “PEDOT kaplı tuğlalar, acil durum aydınlatmasına güç sağlayabilen ideal yapı taşlarıdır. Tuğlalarımızı güneş pillerine bağladığınızda bunun geçerli olabileceğini düşünüyoruz. 50 tuğla, acil durum aydınlatmasının beş saat boyunca çalıştırılmasını sağlayacaktır. Avantajlı bir şekilde, süper kapasitör görevi gören bir tuğla duvar, bir saat içinde yüz binlerce kez yeniden şarj edilebilir. Birkaç tuğla bağlarsanız, mikroelektronik sensörler kolayca çalıştırılabilir.” dedi.
Süper Kapasitör Nedir ve Nasıl Çalışır?
Süper kapasitör veya ultra kapasitör sıradan bir kapasitörden iki yönden farklıdır: plakalar etkili bir şekilde çok daha büyük bir alana sahiptir ve aralarındaki mesafe çok daha küçüktür. Çünkü aralarındaki ayırıcı geleneksel bir dielektrikten farklı bir şekilde çalışır. “Süper kapasitör” ve “ultrakapasitör” sözcükleri genellikle birbirinin yerine kullanılsa da, bir fark vardır: bunlar genellikle farklı malzemelerden yapılırlar ve biraz farklı şekillerde yapılandırılırlar, bu nedenle farklı miktarlarda enerji depolarlar.
Süper kapasitör bir tür elektrokimyasal enerji depolama cihazıdır. Geleneksel bir kapasitör ile benzer özellikler gösterir çünkü bir çift paralel plakalı elektrottan oluşurlar. Ancak iki elektrotun katı bir dielektrik yerine bir elektrolit çözeltisiyle ayrılması bakımından farklıdır ancak her zaman değil. İki elektrotun birbirlerine değmelerini ve kısa devre oluşturmalarını önlemek için aralarına iyon geçirebilen bir ayırıcı yerleştirilir. Cihaza voltaj uygulandığında, elektrotta pozitif yük, diğerinde ise negatif yük toplanır. Bununla birlikte, bir süper kapasitörde her yüklü elektrot, elektrotun yükünü dengeleyen elektrolit çözeltisinden zıt yüklü türleri çekecektir.
