Zespół naukowców z MIT znalazł sposób na stworzenie superkondensatora w cemencie, poprzez proste zmieszanie składnika wiążącego beton i drobnego węgla drzewnego (zwanego sadzą) wraz z wodą.
Opracowana przez naukowców mieszanka może pozwolić domowi na przechowywanie energii na cały dzień w fundamentach, potencjalnie torując drogę do wydajnego rozwiązania do magazynowania energii odnawialnej produkowanej przez panele słoneczne lub wiatraki, bez konieczności stosowania metali ziem rzadkich. Naukowcy twierdzą, że drogi wykonane z tego materiału mogą nawet bezprzewodowo zasilać samochody elektryczne, a wiatraki mogą przechowywać wytworzoną energię w swojej cementowej bazie.
„Materiał jest fascynujący”, powiedział w oświadczeniu współautor i profesor MIT Admir Masic, „ponieważ wykorzystujemy najczęściej używany materiał stworzony przez człowieka na świecie — cement, który jest połączony z sadzą, co jest dobrze znanym historycznym materiałem — z jego pomocą spisano Zwoje znad Morza Martwego”.
Wizja cementowego superkondensatora szczegółowo opisana została w nowym artykule opublikowanym w czasopiśmie PNAS.
Baterie i kondensatory mogą pełnić tę samą funkcję magazynowania energii, ale robią to na zasadniczo różne sposoby. Te pierwsze mogą rozprowadzać energię liniowo poprzez reakcję chemiczną, podczas gdy kondensatory uwalniają energię w impulsach, magazynując energię w postaci pola elektrostatycznego.
Superkondensatory opierają się na tej zdolności, dostarczając energię w znacznie szybszym tempie niż przeciętna bateria, co jest również źródłem ich największej wady: niezdolności do powolnego uwalniania ładunku, tak jak to robi bateria litowo-jonowa.
Naukowcy stworzyli materiał na bazie cementu, który ma wyjątkowo dużą powierzchnię wewnętrzną dzięki wielu warstwom materiałów przewodzących. Mówią, że po namoczeniu w specjalnym roztworze soli powstały materiał może działać jak potężny superkondensator: „wykorzystujemy materiały, z których korzystano co najmniej od dwóch tysięcy lat, a łącząc je w określony sposób, tworzą przewodzący nanokompozyt i wtedy sprawy stają się naprawdę interesujące” – powiedział Masic.
Nieskończona moc
Mieszanka wymaga zaledwie trzech procent węgla na objętość, aby osiągnąć tę złożoną sieć połączeń węglowych. Naukowcy odkryli, że blok o wielkości około 1600 stóp sześciennych (45 metrów sześciennych) może pomieścić 10 kilowatogodzin energii, czyli w przybliżeniu średnie zużycie energii elektrycznej w gospodarstwie domowym.
W eksperymentach naukowcy zaczęli od niewielkich rozmiarów, produkując 1-woltowy superkondensator, który jest mniej więcej wielkości baterii guzikowej, z których trzy mogą zasilać diody LED.
Naukowcy eksperymentują teraz z różnymi mieszankami materiału, aby zoptymalizować ilość energii, którą można magazynować i uwalniać. Chociaż pozostaje wiele pytań na temat żywotności – na przykład, czy może wytrzymać przy złej pogodzie lub czy z czasem ulega erozji – jest to fascynujące nowe zastosowanie materiału, który istnieje od tysięcy lat.
➔ Obserwuj nas w Google News, aby być na bieżąco!
źródło: MIT | Futurism (The Byte)