英國蘭卡斯特大學的研究人員們已經研發出了一種由粉煤灰廢料和堿性溶液構成的水泥混合物, 這種水泥還具備導電性. 現存的智能水泥通常依賴於石墨烯和碳納米管, 但這種新型水泥與之不同, 它不包含任何昂貴的材料而且它的製造成本甚至低於傳統的矽酸鹽水泥.
項目首席負責人, 蘭卡斯特大學工程系教授Mohamed Saafi稱, 這種混合物被稱為KGP複合材料, 在這種混合物內部, 電流通過晶體結構中的鉀離子進行傳遞. 他聲稱: '為了製造出水泥, 你必須將粉煤灰與堿性溶液混合到一起, 在這項研究中我們使用的是氫氧化鉀和矽酸鉀溶液. 當你將它們混合到一起時, 它們就形成了一種水泥材料, 其中含有的鉀離子能夠充當電解質. '
這種混合物最終能夠實現每平方米存儲和釋放功率為200-500W. 使用KGP材料構建外牆和隔牆的房屋能夠在白天藉助太陽能電池板存儲電量, 並且在夜晚釋放出來. 而使用KGP打造的面板也能夠重裝到房屋和其它的建築物中. 一根KGP材料的六米高路燈柱能夠存儲足夠的可再生能源供路燈在夜晚照明, 儲存功率約700W.
與此同時路邊石也能夠為感測器提供電量, 實現交通, 排水和汙染程度的監測. 大量的KGP材料建築物也能夠用於平衡電網電量, 在電量富餘的時候存儲過剩的可再生能源, 並且在用電量需求高的時候再釋放出去. Saafi稱: '我們正嘗試將建築物和橋樑轉變成電池, 從而達到減少成本的目的. 目前我們擁有許多可再生能源, 但是對於這些能量我們並沒有大規模的存儲系統. '
這種智能水泥混合物也能夠用於感知建築物中的機械應力. 比如說裂縫引發的壓力變化會改變鉀離子在水泥晶體結構中的移動路線, 從而導致材料的導電性發生變化. 通過測量材料的導電性, 建築穩定性的變化就能夠實現即時的自動測量, 而且不需要再安裝額外的感測器.
研究人員們現在正進一步的研究來優化KGP混合物的性能, 而且也在調查使用3D列印技術將這種智能水泥打造成不同形狀的可能性. 這項研究一直得到歐盟委員會地平線2020項目的資金支援, 這也是博洛尼亞大學所進行的SAFERUP (可持續, 易利用, 安全, 有彈性和智能城市道路的縮寫) 項目的一部分.
