Cum poate fi transformat betonul din casa ta într-o baterie

Betonul este, probabil, cel mai utilizat material de construcție din lume. Cu puțin efort de ajustare, ar putea ajuta și la alimentarea caselor noastre.

De la laborator la energie sustenabilă

Pe o bancă de laborator din Cambridge, Massachusetts, o grămadă de cilindri de beton de culoare neagră stă scufundată într-un lichid și înfășurată în cabluri. La prima vedere, aceste obiecte nu par a face mare lucru. Dar atunci când Damian Stefaniuk apasă un comutator, blocurile de beton se conectează la un LED, iar becul începe să lumineze, scrie BBC.

„La început nu mi-a venit să cred,” spune Stefaniuk, descriind prima dată când LED-ul s-a aprins. „Am crezut că nu am deconectat sursa externă de alimentare și de aceea LED-ul era aprins. A fost o zi minunată. Am invitat studenți și profesori să vadă, pentru că inițial nici ei nu credeau că funcționează.”

Acest bloc aparent banal de beton ar putea reprezenta viitorul stocării energiei. Promisiunea majorității surselor de energie regenerabilă este aceea a unei puteri infinite și curate, oferită de Soare, vânt și mare. Totuși, aceste surse sunt intermitente, ceea ce necesită stocarea energiei în baterii.

Supercondensatoare din beton

Stefaniuk și colegii săi de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) au descoperit o metodă de a crea un dispozitiv de stocare a energiei cunoscut sub numele de supercondensator din trei materiale de bază, ieftine – apă, ciment și o substanță asemănătoare funinginii numită carbon negru. Supercondensatoarele sunt foarte eficiente în stocarea energiei și pot fi încărcate mult mai rapid decât o baterie litiu-ion și nu se degradează la fel de repede.

Totuși, supercondensatoarele eliberează energia stocată rapid, ceea ce le face mai puțin utile pentru dispozitivele care necesită o alimentare constantă. Cu toate acestea, Stefaniuk și echipa sa văd potențialul pentru diverse aplicații, cum ar fi drumurile care stochează energie solară și o eliberează pentru a reîncărca mașinile electrice pe măsură ce acestea circulă.

Provocări și perspective viitoare

Deși betonul supercondensator poate stoca doar 300 de watt-oră pe metru cub, ceea ce ar putea părea insuficient comparativ cu bateriile convenționale, o fundație cu 30-40 de metri cubi de beton ar putea fi suficientă pentru a satisface nevoile zilnice de energie ale unei case. Pe lângă stocarea energiei, betonul carbonic ar putea ajuta la reducerea dependenței de litiu, un material cu resurse limitate și un impact semnificativ asupra mediului.

Totuși, producția de ciment este responsabilă pentru 5-8% din emisiile de dioxid de carbon de la nivel global, iar cimentul necesar pentru supercondensatoare ar trebui să fie proaspăt fabricat, nu reutilizat din structuri existente. Acest lucru subliniază necesitatea unor cercetări suplimentare și dezvoltarea unor cemente cu emisii reduse de carbon.

Stefaniuk și colegii săi au demonstrat conceptul prin crearea unor supercondensatoare de 1V din material, înainte de a le conecta în serie pentru a alimenta un LED de 3V. Au reușit să scaleze acest lucru pentru a produce un supercondensator de 12V și acum planifică să construiască versiuni mai mari, inclusiv una de până la 45 de metri cubi, care ar putea stoca aproximativ 10kWh de energie – suficientă pentru a alimenta o casă pentru o zi.

Concluzie

Proiecte precum betonul care stochează energie deschid perspective interesante pentru un viitor în care casele, drumurile și birourile noastre joacă un rol semnificativ într-o lume alimentată de energie verde. Totuși, vor fi necesare mai multe cercetări pentru a transforma această tehnologie din laborator în realitate.

„Adesea, noile descoperiri sunt problematice atunci când se trece de la scară de laborator la aplicare pe scară largă din cauza complexităților de fabricație, a rarității resurselor sau din cauza fizicii sau chimiei subiacente”, spune Michael Short de la Centre for Sustainable Engineering din Marea Britanie. Cu toate acestea, eforturile de a dezvolta cimente cu emisii reduse și beton care stochează energie ar putea fi esențiale pentru tranziția către un viitor mai curat și mai sustenabil.