Тема "бетонных электрических батарей" получает свое продолжение

Чуть более года назад писал о разработке заморских ученых в области создания источников накопления энергии, воплощенных в бетоне. За счет введения около 3% по объему углерода или сажи исследователи добились того, что "суперконденсатор" в форме куба с ребром 3,5 м мог хранить до 10 кВт*ч энергии, т.е. 0,23 кВт*ч/м3.

Спустя год исследований удалось повысить производительность "электробетона" почти в 10 раз - до 2 кВт*ч/м3. Новый материал получил название ec3 (electron-conducting carbon concrete).

«Ключом к устойчивому развитию бетона является разработка многофункционального бетона, сочетающего в себе функции накопления энергии, самовосстановления и связывания углерода. Бетон уже является самым распространенным строительным материалом в мире, так почему бы не воспользоваться этим преимуществом для создания других возможностей?» — спрашивает Адмир Масич из Массачусетского технологического института, ведущий автор исследования.

Наилучших результатов ученые достигли, перейдя на органические электролиты, особенно те, которые сочетали четвертичные аммониевые соли с ацетонитрилом, прозрачной проводящей жидкостью.

«Электробетон» можно встраивать непосредственно в самые разные архитектурные элементы - от плит и стен до куполов и сводов - и прослужит он столько же, сколько и сама конструкция.

📱 Бетономания® - подпишись!

Поделюсь некоторыми результатами собственных исследований.

Про явление кавитации слышали многие, но, как правило, в негативном ключе: кавитационная эрозия бетона гидроэлектростанций и плотин, кавитационное разрушение гребных винтов и гидравлических затворов и прочее.

Спектр явлений, сопровождающих кавитацию в жидких средах, широк, удивителен и до конца поныне не изучен: при схлопывании кавитационного пузырька в микрообъеме (иногда до нескольких микрон) на время, равное микросекундам, вдруг вырастает температура до 10000-14000 °С, давление до 100 МПа, возможно возникновение свечения - сонолюминесценция. Стенки пузырька (которые тысячами в секунду возникают и схлопываются) движутся навстречу друг другу со скоростями, превышающими скорость звука в воздухе (до 500 м/с). При схлопывании возникает ударная волна в жидкости, а если в районе коллапсирующего пузырька имеется более плотные или, наоборот, менее плотные области (например, твердая поверхность или поверхность раздела вода-воздух), то пузырек схлопывается с образованием кумулятивной струйки (см. видео), бьющей по более плотной зоне со скоростями 300-500 м/с, демонстрируя, в определенном смысле, эффект "самонаведения" на твердую поверхность, которой не повезло оказаться рядом.

Очевидно, что такая комбинация факторов может иметь различные практические приложения. В том числе, и в технологии бетона. Вот неполный список того, как можно применить явление кавитации в бетоноведении:

🔤кавитационное измельчение, увеличение удельной поверхности
🔤кавитационная активация растворов полимерных и высокомолекулярных веществ
🔤наносинтез "сверху вниз"
🔤наносинтез "снизу вверх"
🔤получение стойких прямых и обратных эмульсий
🔤изменение свойств воды затворения (рН, окислительно-восстановительный потенциал и др.)
🔤очистка и активация реакционных поверхностей
🔤эффективная гомогенизация и смешивание

Методов получения этих самых кавитационных пузырьков тоже немало. На втором видео показал один из них - наведение кавитации с помощью механических колебаний титанового волновода с частотой 30 000 Гц и амплитудой до 0,1 мкм. Зовется ультразвуковой кавитацией или сонохимический метод. Такой прибор мы имеем в распоряжении и, в дальнейшем, имею намерение делиться с вами некоторыми результатами наших изысканий.

Например, как мы получили нанобиокремнезем из золы рисовой соломы и как он меняет свойства цементной системы.

Бетономания® - подпишись!

Собственно, в продолжение предыдущего поста.

Если коротко:
Из термически подготовленной золы рисовой соломы (фото 1) сонохимическим способом в водной среде был получен, в том числе, коллоидный раствор, состоящий, по большей части, из частиц аморфного биокремнезема размером от 30 нм и среднем размером около 100 нм (фото 2).

Далее, сей коллоидный раствор вводился в цементно-водное тесто при различных дозировках по сухому веществу: от 0,44 до 1,72% от массы цемента.

Влияние на прочность при сжатии цементного камня: в возрасте 24 часов прирост составил от 5 до 92%, в возрасте 28 суток - от 19 до 157%. Это только первые данные, но эффект, как говорится, налицо.

Это если коротко. Для тех кто заинтересовался подробней, приглашаю на мой одноименный вэб-сайт betonomania.com, там больше информации.

Зачем понадобился сайт? На то есть две причины:
1. Хотим мы, не хотим, но должное функционирование Telegram в нашей стране становится все более непредсказуемым. В этих условиях не помешало бы иметь резервную площадку.

2. В отличие от данного канала, сайт выстраиваю (пусть пока и "на коленке", с использованием конструкторов) не в формате "театра одного актера", а как некую общую площадку для тех, кому есть чем поделиться с коллегами в формате небольшой статьи или поста. В связи с этим, приглашаю коллег к публикациям! 🤝


Бетономания® - подпишись!