الخصائص الحرارية الكهربائية للبوليمرات الجيولوجية باستخدام نفايات مناجم خام الحديد: دراسة حالة لإدارة الطاقة

تتمثل إحدى التحديات التي تواجه أجيالنا الحالية والمستقبلية في الإدارة الفعالة للطاقة واكتسابها بوسائل أكثر استدامة. إحدى الحلول هي استخدام المواد القادرة على توليد الطاقة من الفروق في درجات الحرارة. يمكن أن تكون مواد البناء هي الجواب، لأنها متكاملة بالفعل في الهياكل ولديها خصائص حرارية كهربائية جيدة. تبرز البوليمرات الجيولوجية كمرشح واعد نظرًا لاستدامتها المحسّنة مقارنة بالمواد البديلة. استكشفت بحوثنا استخدام البوليمرات الجيولوجية لتوليد الكهرباء من الحرارة. لتقليل استخدام الكاولين، قمنا بإدخال 50% من نوعين من المخلفات المعدنية المستخرجة من مناجم قديمة تقع في البرتغال. هذه الطريقة تعزز من استغلال الموارد المعدنية وتخفف من الأثر البيئي. تم استخدام طرق مختلفة لتوصيف هذه المادة، مثل حيود الأشعة السينية، واختبارات القوة الانضغاطية البسيطة، وتقييم الخصائص الحرارية الكهربائية، مثل معامل سيبيك ومعامل الجودة. أظهرت البوليمرات الجيولوجية المختبرة خصائص أشباه موصلات، مما يدل على ضعف توصيل الحرارة بسبب انخفاض الموصلية الحرارية. فيما يتعلق بالخصائص الحرارية الكهربائية، تظهر هذه المواد سلوك النوع N، مع معامل سيبيك بين -643 ميكروفولت/درجة مئوية و -2760 ميكروفولت/درجة مئوية. تؤكد هذه النتائج على مزايا استخدام هذه المادة المستدامة للتنفيذ واسع النطاق لإدارة الطاقة في المباني.