تصور کنید دیوارهای خانه فقط سقف و پناهگاه نباشند و بتوانند برق تولیدشده از پنل‌های خورشیدی را هم ذخیره کنند. پژوهشگران چینی نوعی آجر سیمانی با قابلیت ذخیره انرژی ساخته‌اند که می‌تواند در کنار حفظ نقش سازه‌ای خود، بخشی از برق تولیدشده را نگه دارد و هنگام نیاز در اختیار ساختمان قرار دهد. این فناوری می‌تواند در آینده راه تازه‌ای برای ادغام ذخیره‌سازی انرژی با مصالح ساختمانی باز کند.
این پژوهش در دانشگاه جنوب‌شرقی چین انجام شده و نتایج آن در نشریه علمی Energy & Environmental Science منتشر شده است. برخلاف باتری‌های معمولی که به‌صورت تجهیزات جداگانه در ساختمان نصب می‌شوند، در این روش قابلیت ذخیره انرژی در خود مصالح سیمانی قرار می‌گیرد. پژوهشگران ساختارهایی شبیه آجر طراحی کرده‌اند که می‌توان آن‌ها را در کنار هم قرار داد و به شکل دیوارهای ذخیره‌کننده انرژی به کار گرفت.
یکی از چالش‌های اصلی این حوزه آن است که بتن و سیمان معمولی برای ذخیره برق طراحی نشده‌اند. این مواد باید در برابر فشار مقاوم باشند، اما هم‌زمان لازم است مسیرهای مناسبی برای حرکت یون‌ها و انجام واکنش‌های الکتروشیمیایی فراهم کنند. گروه پژوهشی با تغییر رفتار الکتروشیمیایی سیمان و استفاده از یک الکترولیت مبتنی بر منیزیم، تلاش کرده است میان استحکام سازه‌ای و ظرفیت ذخیره انرژی تعادل برقرار کند.
بر اساس مقاله منتشرشده، نمونه ساخته‌شده به ظرفیت خازنی ۸۵۸٫۱ فاراد رسیده است؛ عددی که عملکرد الکتروشیمیایی این نمونه آزمایشگاهی را نشان می‌دهد، نه میزان برق قابل ذخیره در یک خانه کامل. پژوهشگران همچنین آجرهای ماژولاری ساخته‌اند که می‌توان آن‌ها را به یکدیگر متصل کرد و از آن‌ها برای تشکیل دیوارهای ذخیره‌کننده انرژی استفاده کرد. در آزمایش‌های میدانی نیز سامانه توانسته انرژی دریافتی از پنل‌های خورشیدی را ذخیره و سپس به مصرف‌کننده‌های الکتریکی تحویل دهد.
بیشتر بخوانید: کاغذدیواری هوشمند از رطوبت برق می‌سازد؛ دیوار خانه می‌تواند منبع انرژی شود
اهمیت این فناوری فقط به ذخیره برق محدود نمی‌شود. اگر چنین مصالحی در آینده به مرحله استفاده گسترده برسند، ساختمان‌ها می‌توانند بخشی از انرژی خورشیدی تولیدشده در طول روز را برای ساعات بعد نگه دارند و وابستگی خود را به باتری‌های جداگانه کاهش دهند. شبیه‌سازی‌های پژوهش برای ساختمان‌ها در مناطق مختلف چین نشان داده است که استفاده از این آجرها در دیوارهای بیرونی، در برخی سناریوها می‌تواند مصرف مستقیم انرژی خورشیدی تولیدشده در همان ساختمان را افزایش دهد.
با وجود این نتایج، هنوز فاصله زیادی میان نمونه پژوهشی و استفاده فراگیر در ساختمان‌سازی وجود دارد. دوام درازمدت، حفظ استحکام در شرایط آب‌وهوایی متفاوت، هزینه تولید، ایمنی و عملکرد در مقیاس یک ساختمان کامل باید بیشتر بررسی شوند. بنابراین فعلاً نمی‌توان گفت دیوارهای سیمانی معمولی به‌زودی جای باتری‌های خانگی را می‌گیرند؛ اما این پژوهش نشان می‌دهد مصالح ساختمانی آینده ممکن است علاوه بر تحمل وزن ساختمان، وظیفه ذخیره انرژی را نیز بر عهده بگیرند.
