Các tòa nhà là một trong những nơi tiêu thụ năng lượng lớn nhất trên thế giới. Trên toàn cầu, chúng sử dụng hơn một phần ba năng lượng và chiếm 40% lượng khí thải carbon, theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế. Với khí hậu ấm lên, điều hòa không khí có thể sẽ làm tăng lượng khí thải carbon của các tòa nhà.

Trong khi đó, việc xây dựng các "khu rừng bê tông" ở các nước đang phát triển đang tăng vọt và xi măng được sử dụng để xây dựng chúng lại mang theo vấn đề phát thải carbon lớn của riêng nó.

Pin xi măng mới là một cách để cho các tòa nhà tự cung cấp năng lượng bền vững. Hãy tưởng tượng việc lưu trữ một lượng lớn năng lượng mặt trời trong các bức tường và mái của tòa nhà để cung cấp ánh sáng và các nhu cầu năng lượng khác khi mặt trời không chiếu sáng.

Ví dụ, nó cũng có thể được kết hợp với các tấm pin mặt trời, để cung cấp điện và trở thành nguồn năng lượng cho các hệ thống giám sát trên đường cao tốc hoặc cầu, nơi các cảm biến vận hành bằng pin bê tông có thể phát hiện nứt hoặc ăn mòn, Emma Zhang, một nhà nghiên cứu thuộc khoa kiến trúc và công trình dân dụng tại Đại học Công nghệ Chalmers, cho biết trong một thông cáo báo chí.

Zhang và đồng nghiệp của cô là Luping Tang bắt đầu với hỗn hợp xi măng. Ngoài ra, họ còn thêm các sợi carbon làm cho vật liệu cứng và dẫn điện. Sau đó, họ nhúng các điện cực vào vật liệu: một điện cực được làm bằng lưới sợi carbon phủ kim loại với sắt làm cực dương và điện cực kia bằng lưới phủ niken.

Trước đây, các nhà nghiên cứu đã cố gắng chế tạo pin xi măng như thế này, nhưng những thiết bị đó có thể lưu trữ năng lượng ít hơn khoảng mười lần so với trọng lượng. Mật độ năng lượng của những loại pin mới này vẫn còn rất thấp so với các loại pin sạc thương mại. Nhưng khối lượng khổng lồ mà pin sẽ cung cấp nếu được sử dụng để làm các tòa nhà, cầu và các cơ sở hạ tầng khác sẽ bù đắp cho hạn chế đó. Ngoài ra, họ không sử dụng các vật liệu độc hại, đắt tiền hoặc có chuỗi cung ứng rủi ro và các vấn đề đạo đức khai thác, điều đã cản trở các công nghệ pin phổ biến ngày nay.

(Nguồn: Prachi Patel, Cement battery could turn buildings and bridges into gigantic energy-storage devices, AnthropoceneMagazine, 5/2021)