Powerbank für Häuser: Forscher verwandeln rote Ziegelsteine in Batterien

Ziegelsteine werden seit Tausenden von Jahren in Wänden und Gebäuden verwendet. Eine andere Verwendungen für die roten Backsteine war nicht vorgesehen. Bisher. Nun haben Chemiker der Washington University in St. Louis eine Methode entwickelt, um „intelligente Ziegelsteine“ herzustellen. Ihre modifizierten Ziegel können Energie speichern, bis sie für den Betrieb von Geräten benötigt wird. Dass es möglich ist, bewiesen die Forscher mit einer grünen LED.

„Unsere Methode funktioniert mit normalen Ziegelsteinen oder recycelten Ziegelsteinen, und wir können auch unsere eigenen Ziegelsteine herstellen“, sagte Julio D’Arcy, Assistenzprofessor für Chemie. „Tatsächlich stammt die Arbeit, die wir in ‚Nature Communications‘ veröffentlicht haben, von Ziegelsteinen, die wir im [Baumarkt] hier in Brentwood (Missouri) gekauft haben; jeder Ziegelstein kostete 65 Cent.“

Stellen Sie sich vor, Sie stecken Ihr Ladegerät einfach in die Wand

Mauern und Gebäude aus Ziegelsteinen nehmen viel Platz ein, der besser genutzt werden könnte, wenn Ziegel mehr als nur Gebäude tragen könnten. Während einige Architekten und Designer die Fähigkeit eines einfachen Ziegels erkannt haben, Sonnenwärme zu absorbieren und zu speichern, ist es das erste Mal, dass jemand versucht hat, Ziegel als etwas anderes als thermische Masse zum Heizen und Kühlen zu verwenden.

D’Arcy und Kollegen zeigten, wie rote Ziegel in eine Art Energiespeicher namens Superkondensator umgewandelt werden können. Der Durchbruch gelang Ihnen mit einer Beschichtung aus dem leitenden Polymer PEDOT (Poly-3,4-ethylendioxythiophen).

Ihre Weiterentwicklung besteht aus Nanofasern, die in das innere poröse Netzwerk des Ziegels eindringen. „Die Polymerbeschichtung bleibt in einem Ziegel eingeschlossen und dient als Ionenschwamm, der Elektrizität speichert und leitet“, erklärte D’Arcy.

Das rote Pigment in Ziegelsteinen – Eisen-(III)-oxid oder umgangssprachlich Rost – ist für die Auslösung der Polymerisationsreaktion unerlässlich. Die Berechnungen der Autoren deuten darauf hin, dass Wände aus diesen energiespeichernden Ziegeln eine beträchtliche Menge an Energie speichern könnten.

„PEDOT-beschichtete Ziegel sind ideale Bausteine, die die Notbeleuchtung mit Strom versorgen können“, sagte D’Arcy. „Wir stellen uns vor, dass das Realität werden könnte, wenn Sie unsere Ziegel mit Solarzellen verbinden.“ Die Forscher rechnen damit, dass 50 Ziegel eine Notbeleuchtung etwa fünf Stunden lang mit Strom versorgen können. 50 Ziegel entsprechen etwa einem halben Quadratmeter Mauerwerk.

(Mit Material der Washington University in St. Louis)