Вчені з МТІ винайшли дешевий спосіб зберігання величезної кількості енергії в цементі

Цементна енергія

Команда дослідників з Массачусетського технологічного інституту вигадала спосіб створення суперконденсатора, просто змішавши з водою цемент, зв'язувальний компонент бетону, і дрібнодисперсне деревне вугілля, зване сажею.

Більш того, ця суміш може дозволити будинку зберігати у своєму фундаменті енергії на цілий день, потенційно прокладаючи шлях до ефективного рішення для зберігання відновлюваної енергії, яке не залежить від видобутку рідкісноземельних металів.

За словами дослідників, дороги, зроблені з цього матеріалу, можуть навіть живити електромобілі бездротовою мережею, а вітряки можуть зберігати вироблену енергію у своїх фундаментах.

"Матеріал чарівний" – сказав у своїй заяві співавтор і професор Массачусетського технологічного інституту Адмір Масич, – "тому, що у вас є штучний матеріал, що найчастіше використовується у світі, цемент, який поєднується з технічним вуглецем, тобто добре відомий історичний матеріал — їм були написані сувої Мертвого моря."

Надпотужність

Принаймні так докладно викладено в новій статті, опублікованій у журналі PNAS.

Батарейки та конденсатори можуть виконувати ту саму функцію зберігання енергії, але роблять це зовсім по-різному. Перші можуть розподіляти енергію лінійно через хімічну реакцію, тоді як конденсатори вивільняють енергію сплесками, накопичуючи енергію як електростатичного поля.

Суперконденсатори засновані на цій здатності, поставляючи енергію набагато швидше, ніж звичайна батарея, що також є джерелом їхньої найбільшого недоліку: неможливості повільно вивільняти заряд, як у літій-іонної батареї.

Дослідники створили матеріал на основі цементу, який має надзвичайно велику площу внутрішньої поверхні через безліч шарів провідних матеріалів усередині.

Кажуть, що після замочування у спеціальному сольовому розчині отриманий матеріал може діяти як потужний суперконденсатор.

"У вас є ці матеріали, яким як мінімум дві тисячі років. Якщо ви скомбінуєте їх певним чином, то отримаєте нанокомпозит, що проводить, і тоді все стане по-справжньому цікавим", – сказав Масич.

Необмежена потужність

Для створення цієї складної мережі вуглецевих сполук суміші потрібно лише три відсотки вуглецю на одиницю об'єму.

Блок розміром близько 1600 кубічних футів (45 кубічних метрів) може містити 10 кіловат-годин енергії, що приблизно відповідає середньому споживанню електроенергії домогосподарством, виявили дослідники.

В експериментах дослідники почали з малого, створивши суперконденсатор на 1 В розміром приблизно з батарейку-пігулку, три з яких могли живити світлодіоди.

В цей час дослідники експериментують з різними сумішами матеріалу, щоб оптимізувати кількість енергії, яка може бути збережена та вивільнена.

Попри те, що залишається багато питань щодо його життєздатності — наприклад, чи витримає він погану погоду, чи руйнується з часом, — це захопливе нове використання матеріалу, який існує вже тисячі років.

Джерела: MIT News