Le ricerche condotte presso l’Università di Lancaster hanno permesso di sviluppare una mistura di cemento, composta di materiali di scarto di cenere volante e di una soluzione alcalina, che è in grado di condurre energia.
Diversamente dal calcestruzzo già esistente, il quale è solitamente fatto di grafene e di nanotubi di carbonio, la nuova miscela non contiene alcun materiale costoso, ed è addirittura più economico da produrre del cemento Portland, calcestruzzo più comune e quello più utilizzato.
Nella mescolanza, conosciuta come un composito di potassio-geopolimerico (KGP), l’elettricità è condotta per mezzo degli ioni del potassio, i quali saltano attraverso la struttura cristallina, come sostiene il professore della Facoltà di Ingegneria, Mohamed Saafi, leader del progetto presso l’Università di Lancaster:
“Per realizzare il cemento è necessario mischiare la cenere volante con una soluzione alcalina, in questo caso abbiamo utilizzato dell’idrossido di potassio e del silicato di potassio. Quando questi vengono mischiati insieme, si forma un cemento contenente ioni di potassio che si comportano come l’elettrolita.”
Il composito può conservare e scaricare tra 200 e 500W/m2
Per esempio, una casa costruita con gli esterni o i muri fatti di KGP potrebbe immagazzinare elettricità dai pannelli solari di giorno, ed emetterla durante la notte.
Un lampione alto sei metri fatto di KGP sarebbe in grado di catturare abbastanza energia rinnovabile da caricarsi da solo in una sera – solitamente attorno i 700W. Allo stesso tempo la pavimentazione stradale potrebbe garantire energia per monitorare il traffico e diminuire il livello di inquinamento.
Saafi aggiunge: “Stiamo cercando di rendere palazzi e ponti delle batterie per ridurre i costi dell’energia. Al momento abbiamo molte fonti di energia rinnovabile, ma non abbiamo un deposito sufficientemente grande per tutta questa energia.”
Inoltre, la mistura di cemento può essere usata per percepire la pressione meccanica sulle strutture. I cambiamenti di tensione, causate dalle crepe, per esempio, manipolano l’andatura degli ioni di potassio attraverso la struttura, e di conseguenza la conduttività del materiale.
Calcolando la capacità elettrica, i cambiamenti nelle condizioni strutturali degli edifici, non è necessario installare ulteriori sensori.
Ora le ricerche sono portate avanti per ottimizzare le capacità performative delle miscele di KGP, e investigando l’utilizzo delle tecniche della stampa 3D per creare diverse forme a partire dall’innovativo cemento.
