Entwicklung einer neuen Zementart, mit der man Häuser bauen und Dutzende Glühbirnen zum Leuchten bringen kann

Zement - Foto 1.

Vergrößerte Struktur- und Zusammensetzungsmerkmale von „lebendem Zement“ – Foto: CRPS

Kürzlich gelang es einer Gruppe von Wissenschaftlern der Universität Aarhus (Dänemark) und der Chongqing Jiaotong University (China), Shewanella oneidensis -Bakterien in harten Zement einzubetten und so ein „Hybridmaterial aus Bakterien und Zement“ zu schaffen.

Dieser „lebende Zement“ trägt nicht nur zur Unterstützung von Gebäuden bei, sondern fungiert auch als „wiederaufladbares“ Energiespeichersystem.

Dieser Durchbruch eröffnet laut IFLScience vom 15. September eine Zukunft, in der Baumaterialien für Städte Energie für die Menschheit liefern können.

Der lebende Zement wird hergestellt, indem dem Zement Natriumsulfatpulver (ein Elektrolyt, das Bakterien unterstützt) und anschließend in sterilem deionisiertem Wasser verdünnte Bakterien zugesetzt werden. Die Zementmischung wird in eine Form gegossen und 24 Stunden bei Raumtemperatur stehen gelassen.

Shewanella oneidensis ist ein elektroaktives Bakterium, das in der Lage ist, ein Netzwerk aus elektrisch geladenen Teilchen zu bilden, um Energie zu speichern und freizusetzen.

Dieser lebende Zement hat eine Energiedichte von 178,7 Wh/kg. Zum Vergleich: Eine typische LED-Glühbirne verbraucht 4–18 W. Ein Kilogramm lebender Zement kann also bis zu 44 LEDs mit Strom versorgen – eine enorme Energiemenge, die von mikroskopisch kleinen Bakterien erzeugt werden kann.

Nach 10.000 Energiezyklen behielt der Zement noch 85 % seiner Kapazität und zeigte damit ein langfristiges Nutzungspotenzial.

Da es sich jedoch um ein „lebendes“ Material handelt, besteht die Gefahr, dass die Bakterien absterben. Daher nutzte das Forschungsteam kleine Kanäle im Zement, um die Bakterien mit Nährstoffen zu versorgen, und konnte so 80 % ihrer ursprünglichen Kapazität wiederherstellen.

Diese stellen einen enormen Fortschritt gegenüber herkömmlichen Batterien dar, da sie wiederaufladbar sind und keine giftigen Schwermetalle enthalten, was sie umweltfreundlicher macht.

Darüber hinaus kann der Rohzement auch bei 0 Grad Celsius und bei Raumtemperatur (20 – 33 Grad Celsius) noch Energie liefern.

Die Technologie könne in Gebäudestrukturen wie Wände, Fundamente oder Brücken integriert werden und könne außerdem dazu beitragen, einen Teil der Energie zu liefern, die Solarmodule liefern, so das Team.

Obwohl die Idee interessant ist, ist lebender Zement noch nicht für den Einsatz auf Baustellen bereit. Die natürliche Alkalität des Zements stellt eine Herausforderung für das Überleben von Bakterien dar, und die Leistung elektroaktiver Mikroorganismen hängt stark von der Umgebung ab.

Das Team konzentriert sich auf mögliche Lösungen wie die Schaffung stärkerer Bakterienstämme und die Anpassung der Porosität des Zements, um eine bessere Ernährung zu gewährleisten.

Kommentar (0)