Naukowcy z MIT opracowali beton, dzięki któremu prąd wytworzony przez dachowe panele słoneczne będzie można magazynować z fundamentach domu. Najlepsze, że nie jest to żadna wyrafinowana technologia. Aby to osiągnąć, połączyli dwa materiały używane już w starożytności: cement i sadzę.
Ekipa naukowców odkryła, że połączenie tych dwóch materiałów z dodatkiem wody pozwala stworzyć superkondensator, alternatywę dla baterii umożliwiającą magazynowanie energii elektrycznej. Wymieszana w odpowiedni sposób sadza – która jest materiałem wysoce przewodzącym – podczas twardnienia betonu tworzy długą, rozgałęzioną sieć „drutów” węglowych. Woda naturalnie tworzy rozgałęzioną sieć otworów w strukturze, gdy reaguje z cementem, a węgiel migruje do tych przestrzeni, tworząc fraktalne struktury podobne do drutu w utwardzonym cemencie. Następnie materiał jest moczony w standardowym elektrolicie, takim jak chlorek potasu, który dostarcza naładowanych cząstek gromadzących się na strukturach węglowych.
Tanie akumulowanie energii
Naukowcy odkryli, że dwie elektrody wykonane z tego materiału, oddzielone cienką przestrzenią lub warstwą izolacyjną, tworzą bardzo silny superkondensator. Przekonują, że może stać się elementem betonowego fundamentu domu i przechowywać energię wystarczającą do zaspokojenia wszystkich codziennych potrzeb. Zespół obliczył, że blok betonu domieszkowanego węglem w kolorze czarnym o wielkości 45 metrów sześciennych miałby wystarczającą pojemność do przechowywania około 10 kilowatogodzin energii, co jest uważane za średnie dzienne zużycie energii elektrycznej w gospodarstwie domowym.
Co istotne, taki dodatek sadzy nie jest rozwiązaniem kosztownym, a sam beton zachowuje odpowiednią wytrzymałość strukturalną. Ma być to więc konkurencja dla wciąż bardzo kosztownych domowych baterii. W przeciwieństwie do akumulatorów bazujących na odwracalnych reakcjach chemicznych, kondensator nie ulega degradacji w czasie i nie traci zdolność utrzymywania ładunku. To bardzo istotne biorąc pod uwagę, że fundament to element domu, którego nie da się wymienić.
Obniżyć ślad węglowy
„Kondensator to w bardzo proste urządzenia, składające się z dwóch płyt przewodzących prąd zanurzonych w elektrolicie i oddzielonych membraną. Gdy napięcie jest przykładane przez kondensator, dodatnio naładowane jony z elektrolitu gromadzą się na ujemnie naładowanej płycie, podczas gdy dodatnio naładowana płyta gromadzi ujemnie naładowane jony. Ponieważ membrana między płytami blokuje migrację naładowanych jonów, ta separacja ładunków tworzy pole elektryczne między płytami, a kondensator zostaje naładowany. Dwie płyty mogą utrzymywać tę parę ładunków przez długi czas, a następnie dostarczyć je bardzo szybko w razie potrzeby. Superkondensatory to po prostu kondensatory, które mogą przechowywać wyjątkowo duże ładunki„, wyjaśniają naukowcy z MIT.
Naukowcy wyobrażają sobie również betonową jezdnię, która może zapewnić indukcyjne ładowanie samochodów elektrycznych podczas podróży po tej drodze. Bardziej praktyczne, a przynajmniej realistyczne jest jednak wykorzystanie go jako fundament dla wiatraków, które od razu zyskałyby baterię do gromadzenia energii.
Na razie bardziej skupiają się jak beton uczynić bardziej ekologicznym. Od dłuższego czasu opracowywane są technologie obniżające jego ślad węglowy, głównie poprzez modyfikacje cementu. Na MIT zastanawiają się teraz jak połączyć te rozwiązania.
/Fot: City of Greenville (NC) Flickr, John Guccione via Pexels//
Jeszcze nie dodano komentarza!