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El dispositivo de ladrillo rojo desarrollado por químicos de la Universidad de Washington en St. Louis enciende un diodo emisor de luz verde. La foto muestra la arquitectura núcleo-capa de un electrodo de ladrillo recubierto con PEDOT nanofibrilar. Crédito: Laboratorio D’Arcy, Departamento de Química, Universidad de Washington en St. Louis
Imagínese conectarse a su casa de ladrillos.
Los ladrillos rojos, algunos de los materiales de construcción más baratos y familiares del mundo, se pueden convertir en unidades de almacenamiento de energía que se pueden cargar para almacenar electricidad, como una batería, según una nueva investigación de la Universidad de Washington en St. Louis.
El ladrillo se ha utilizado en paredes y edificios durante miles de años, pero rara vez se ha encontrado adecuado para cualquier otro uso. Ahora, los químicos de las artes y las ciencias han desarrollado un método para fabricar o modificar “ladrillos inteligentes” que pueden almacenar energía hasta que se requiera para alimentar dispositivos. Una prueba de concepto publicada el 11 de agosto de 2020, en Comunicaciones de la naturaleza muestra un ladrillo que enciende directamente una luz LED verde.
“Nuestro método funciona con ladrillos regulares o ladrillos reciclados, y también podemos hacer nuestros propios ladrillos”, dijo Julio D’Arcy, profesor asistente de química. “De hecho, el trabajo que hemos publicado en Comunicaciones de la naturaleza proviene de ladrillos que compramos en Home Depot aquí mismo en Brentwood (Missouri); cada ladrillo costaba 65 centavos “.
Las paredes y los edificios hechos de ladrillos ya ocupan grandes cantidades de espacio, que podrían aprovecharse mejor si se les diera un propósito adicional para el almacenamiento eléctrico. Si bien algunos arquitectos y diseñadores han reconocido la capacidad del humilde ladrillo para absorber y almacenar el calor del sol, esta es la primera vez que alguien ha intentado usar ladrillos como algo más que masa térmica para calentar y enfriar.
D’Arcy y sus colegas, incluido el estudiante graduado de la Universidad de Washington Hongmin Wang, primer autor del nuevo estudio, mostraron cómo convertir ladrillos rojos en un tipo de dispositivo de almacenamiento de energía llamado supercondensador.
“En este trabajo, hemos desarrollado un recubrimiento del polímero conductor PEDOT, que está compuesto por nanofibras que penetran la red porosa interna de un ladrillo; un recubrimiento de polímero permanece atrapado en un ladrillo y sirve como una esponja de iones que almacena y conduce la electricidad ”, dijo D’Arcy.
El pigmento rojo en los ladrillos (óxido de hierro u óxido) es esencial para desencadenar la reacción de polimerización. Los cálculos de los autores sugieren que las paredes hechas de estos ladrillos que almacenan energía podrían almacenar una cantidad sustancial de energía.
“Los ladrillos recubiertos con PEDOT son bloques de construcción ideales que pueden proporcionar energía a la iluminación de emergencia”, dijo D’Arcy. “Imaginamos que esto podría ser una realidad cuando conecte nuestros ladrillos con células solares; esto podría requerir 50 ladrillos muy cerca de la carga. Estos 50 ladrillos permitirían alimentar la iluminación de emergencia durante cinco horas.
“Ventajosamente, una pared de ladrillos que actúa como supercondensador se puede recargar cientos de miles de veces en una hora. Si conecta un par de ladrillos, los sensores microelectrónicos se alimentarían fácilmente “.
Referencia: “Ladrillos de almacenamiento de energía para supercondensadores PEDOT estacionarios” por Hongmin Wang, Yifan Diao, Yang Lu, Haoru Yang, Qingjun Zhou, Kenneth Chrulski y Julio M. D’Arcy, 11 de agosto de 2020, Comunicaciones de la naturaleza.
DOI: 10.1038 / s41467-020-17708-1
