⚡ А якщо сам бетон будівлі зможе зберігати електроенергію?

Дослідники з Harbin Institute of Technology розробили та надрукували на 3D-принтері цементний пристрій, який одночасно несе конструктивне навантаження та накопичує і віддає електричну енергію.

Це новий підхід до так званого structural energy storage — концепції, у якій матеріали будівельних конструкцій виконують не лише механічну, а й енергетичну функцію.

Як це працює?

У попередніх цементних накопичувачах електроди розташовувалися шарами. Через це іони повинні були переміщуватися крізь товщину матеріалу — і чим товстішою була конструкція, тим довшим ставав шлях.

Китайські дослідники використали іншу геометрію.

🧩 Два електроди надруковані у вигляді взаємопов'язаних "пальців" (interdigitated electrodes) всередині цементного матеріалу.

Тепер іонам не потрібно проходити через усю товщину конструкції — вони переміщуються лише через короткий проміжок між сусідніми електродами.

Для створення друкованої суміші дослідники додали вуглецеві нанотрубки та carbon black до цементу, сформувавши придатну для 3D-друку провідну пасту.

Після твердіння цементу його пори заповнюються водою та іонами, які забезпечують перенесення заряду між електродами.

Які результати отримали?

Надрукований пристрій продемонстрував:

🔹 162 мФ/см² — питома ємність;
🔹 вимірювання проводили при 0,46 мА/см² у діапазоні 1 В;
🔹 23 МПа — міцність на стиск.

Для демонстрації потенціалу дослідники надрукували три такі пристрої на одній цементній плиті та з'єднали їх між собою. Система змогла живити невеликий ряд світлодіодів.

Тобто мова вже не лише про лабораторну електрохімічну характеристику — дослідники показали можливість інтегрувати накопичення енергії безпосередньо в конструктивний матеріал.

ЗАХОДЬ НА ПЛАТФОРМУ - ОБИРАЙ ЕКІПАЖ

Де це може бути корисним?

У перспективі подібний підхід може відкрити нові можливості для:

🏗️ будівель та інфраструктури;
🌉 мостів та інших конструкцій;
🔋 локальних систем зберігання енергії;
☀️ інтеграції відновлюваної енергетики;
🏢 «розумних» будівель, де конструктивні елементи виконують декілька функцій одночасно.

Особливо цікава сама ідея: замість того щоб встановлювати окремий акумулятор у будівлі, частина самої будівлі потенційно може стати елементом системи накопичення енергії.

Втім, технологія поки далека від комерційного застосування.

Одна з проблем — температура. Приблизно за −18 °C електроліт починає замерзати, через що характеристики пристрою різко погіршуються. Наступний етап роботи дослідників — підвищення стабільності системи в умовах низьких температур.

Дослідження "Monolithic 3D-Printed Interdigitated Cement-Based Supercapacitors for Structural Energy Storage" було опубліковане в ACS Nano у серпні 2026 року.

💡 3D-друк дедалі більше змінює не лише спосіб виготовлення деталей, а й саме визначення того, що може бути матеріалом.

Можливо, у майбутньому бетон буде не просто витримувати навантаження.

Він також зберігатиме енергію.

#3Dдрук #Адитивневиробництво #Енергозберігання #БудівельніТехнології #Інновації

#3DPrinting #AdditiveManufacturing #EnergyStorage #ConstructionTechnology #Innovation

ДЖЕРЕЛО