Учёные из Орхусского университета (Дания) доказали, что цемент способен выполнять гораздо больше функций, чем просто удерживать конструкции. В его состав они добавили живые бактерии Shewanella oneidensis, известные способностью передавать электроны за пределы клетки.
Внутри цемента микроорганизмы формируют сеть носителей заряда, которые могут аккумулировать и отдавать энергию. Полученный материал выступает в роли суперконденсатора: он хранит электричество, выдерживает нагрузки и при этом способен восстанавливать свои свойства при поступлении питательных веществ.
Чтобы поддерживать жизнеспособность бактерий, исследователи встроили в цемент систему микроканалов Она доставляет питательные белки, витамины, соли и другие вещества. Такая «подпитка» позволяет восстанавливать до 80% первоначальной ёмкости материала. Даже после гибели бактерий его можно «оживить» при повторной подаче питательной среды.
Зачем это нужно?
Разработка открывает перспективу превращения строительных материалов в активных участников энергетической инфраструктуры. Вместо того чтобы быть лишь пассивной оболочкой, стены, фундаменты и мосты смогут одновременно служить и конструкцией, и накопителем энергии.
Испытания показали, что цементный суперконденсатор работает при экстремальных температурах — как в мороз, так и в жару. Несколько соединённых блоков смогли выработать энергию, достаточную для питания светодиода. По оценкам исследователей, комната из такого материала может накапливать около 10 кВт·ч, чего достаточно для работы серверного оборудования в течение суток.
На фоне растущего спроса на хранение энергии эта технология выглядит особенно актуальной. В отличие от традиционных аккумуляторов, которые зависят от дефицитных металлов и быстро теряют эффективность, цементная система основана на доступных материалах и бактериях, существующих в природе.
По мнению авторов исследования, здания будущего смогут интегрировать возобновляемые источники энергии — например, солнечные панели — и хранить электричество прямо в стенах. Это позволит сократить затраты на батареи и обслуживание, а также повысит устойчивость инфраструктуры.
«Даже при умеренной производительности это решение может сыграть важную роль. Мы видим перспективы его применения не только в жилых домах, но и в мостах или промышленных объектах», — отметил руководитель проекта Ци Ло.
