Auxetisch beton haalt energie uit de zee

Golven die tegen de kust aan beuken generen energie. Onderzoekers Branko Šavija en Yading Xu van de TU Delft willen die energie door middel van een speciaal soort beton opvangen en zo een alternatieve energiebron creëren.Šavija werkte de afgelopen jaren op de afdeling materiaalkunde van zijn universiteit aan materialen die zich ‘onverwachts’ gedragen. Zoals auxetisch beton, een flexibel beton dat een speciale eigenschap heeft. Bij drukbelasting trekt het samen, maar verdwijnt die belasting, dan zet het uit als een soort spons. Het omgekeerde effect treedt op bij trekspanning. Dit nieuwe beton bevat gaten, waardoor het minder sterk, maar veel flexibeler is. Een mogelijke toepassing die de onderzoekers zien is het gebruik van het beton bij kustbescherming.

Golfbrekers bestaan uit grote stukken beton. Wanneer de golven die raken, ontstaan vibraties die omgezet kunnen worden in stroom. Vanwege de 450 kilometer lange kustlijn in ons land zien de onderzoekers veel potentie in dit plan. Šavija diende samen met collegaonderzoeker Yading Xu vorig jaar een aanvraag in bij NWOfinancieringsinstrument Open Mind. In november 2020 kregen ze op de online editie van innovatiefestival TEKNOWLOGY een financiering van 50.000 euro toegekend. Daarmee kunnen ze een jaar lang aan de slag om hun plan te testen. Volgens de jury ging het om een ‘volstrekt origineel idee om een interessante nieuwe energiebron te verkennen’.

Inmiddels zijn ze in hun lab bezig om zogenoemde piëzoelektrische polymeerfilms te koppelen aan het beton. Deze zachte en flexibele folie is in staat om de beweging uit het beton om te zetten in een elektronische weerstand. Inmiddels hebben de plannen ook buiten de TU interesse gewekt. Er is een aanvraag voor een Europese subsidie wat een aantal contacten voor de toekomst heeft opgeleverd. Zo is er onder meer contact gelegd met een universiteit in Italië die aan energieopwekking door menselijke bewegingen werkt, bijvoorbeeld door sensoren in schoenen. Als ze aan het einde van het huidige onderzoek een proof of concept kunnen laten zien, denken de onderzoekers bij meer commerciële partijen te kunnen aankloppen om dit soort onderzoek mede te ondersteunen.

Tekst is gebaseerd op het artikel ‘Energie halen uit beton,’ CiTG TU Delft.

Demonstratie van energieopwekking met 'auxetic concrete' (Foto: TU Delft)

Video: TUD/YouTube Open Mind 2020 contestants - Auxetic concrete energy harvester

Auxetische materialen (auxetica) zijn materialen die een negatieve Poissonratio1 hebben wanneer ze worden uitgerekt, worden ze dikker in plaats van dunner. Dit gebeurt vanwege hun specifieke interne structuur en de manier waarop die vervormt wanneer het monster uniaxiaal wordt belast. Van dergelijke materialen en structuren wordt verwacht dat ze mechanische eigenschappen hebben, zoals een hoge energieabsorptie en breukvastheid.

1De Poisson ratio is een materiaalconstante die beschrijft hoe een materiaal reageert op een trek-

of drukbelasting, namelijk welke rek er loodrecht op de trekrichting ontstaat (dwarscontractie)

Meer over Auxetica>

De Bond voor Materialenkennis (BvM) is een netwerk van experts op het gebied van materiaaltechnologie. Leden zijn onderzoekers en technici bij universiteiten, hogescholen, onderzoeksinstituten en de industrie. Het doel van de BvM is om kennis van de verwerking en toepassing van materialen te verspreiden, binnen en buiten het materialenveld.

De BvM initieert symposia, cursussen, technisch-wetenschappelijke publicaties, onderzoeksactiviteiten en bevordert de educatie in materialen. De totale aangeboden technologische kennis van ieder deelgebied metalen, kunststoffen, keramiek, biogebaseerde materialen, lasertechnologie, verbindingen, verftechnologie, reologie, tribologie, corrosie, warmtebehandelingstechniek, duurzaamheid en betrouwbaarheid - maakt de BvM een krachtige beroepsorganisatie in Nederland en België.

Voordelen van het lidmaatschap van de BvM:

 Gratis studentenlidmaatschap: Vertel het verder!  BvM-leden genieten van het FEMS- en het EFC-lidmaatschap van de BvM

FEMS is de Federation of European Materials Societies

EFC is de European Federation of Corrosion  Korting op activiteiten van de BvM  Toegang tot een groot materialennetwerk

Kijk voor meer informatie en contact op de nieuwe website van de Bond voor Materialenkennis: https://www.bondvoormaterialenkennis.nl/