Použití vodivého polymeru PEDOT udělá z tradičních cihel superkapacitory. Mohou se velmi rychle vybít a opětovně nabít. Stavby z takových cihel by mohly uskladnit poměrně značné množství energie. Na obzoru je celá řada pozoruhodných aplikací.
Cihly jsou jedním z nejlevnějším a nejvíce osvědčených stavebních materiálů, které se dnes používají. To ale neznamená, že by je nebylo možné vylepšit a přidat jim nové zajímavé funkce. Výzkumný tým americké Washington University in St. Louis proměnil tradiční cihly v pozoruhodné zařízení pro ukládání elektrické energie. Jinými slovy vědci udělali z cihel baterky.
Cihly se používají ke stavbě budov a dalších objektů již celá tisíciletí. Obvykle to jsou jen cihly a neumějí nic speciálního. Julio D'Arcy a jeho kolegové ale dokázali vytvořit „chytré“ cihly, do nichž je možné uložit elektřinu pro pozdější využití. V rámci svého výzkumu nejprve do těchto cihel uložili elektrickou energii, a pak s ní napájeli zelené LED světlo.
D'Arcy zdůrazňuje, že jejich metoda je univerzální v tom smyslu, že funguje s běžnými cihlami, rovněž s recyklovanými cihlami, a také si jejich chytré cihly může vyrobit každý. Ve své studii využili cihly pořízené v místní pobočce Home Depot, každou za 65 centů.
Stavby z cihel často zabírají velký prostor, který ale jinak zůstává prakticky nevyužit. Teď by takové konstrukce mohly sloužit jako masivní baterie. V minulosti se už objevily nápady využít cihly, tak, aby mohly absorbovat a uskladnit teplo pocházející ze slunečního záření. Teď je to poprvé, kdy někdo zkouší využít cihly v souvislosti s jinou energií nežli s tepelnou.
Výzkumníci svým postupem proměnili klasické cihly v superkapacitor, čili zařízení, které nevyužívá chemickou energii, jako například lithium-iontové baterie, ale energii statického náboje. Jak uvádí D'Arcy, s kolegy vyvinuli povlak z vodivého polymeru PEDOT, který se skládá z nanovláken. Tato nanovlákna přitom mohou proniknout do struktury cihly. Polymerový povlak po aplikaci na cihlu vytvoří iontovou strukturu, která je schopná ukládat, a také vést elektřinu.
Jejich metoda důmyslně využívá složení tradičních cihel. Ikonický červený pigment cihel, tedy oxid železa nebo vlastně rez, je nezbytný ke spuštění požadované polymerizační reakce. Výpočty badatelů ukazují, že stavby z takto vylepšených chytrých cihel by mohly uložit nemalé množství energie.
Podle D'Arcyho by jejich chytré PEDOT cihly mohly například poskytnout energii v případě krizového stavu nebo výpadku proudu, třeba pro nouzové osvětlení. Když se propojí cca 50 takových cihel se solárními články, tak by mohly zajistit energii pro nouzové osvětlení na přibližně 5 hodin.
Další výhodou je, že coby superkapacitory mohou být PEDOT cihly vybity a opětovně nabity klidně stotisíckrát za jednu hodinu. K takové cihle bude možné připojit například mikroelektronické senzory, které pak nebudou potřebovat žádný další zdroj energie.
Zdroj: Washington University in St. Louis
Foto: D'Arcy laboratory, Department of Chemistry, Washington University in St. Louis