Исследователи из Массачусетского технологического института превратили бетон в суперконденсатор с помощью одной простой добавки: сажи. Его добавляют в цемент в процессе смешивания бетона. После отверждения получается угольный электрод колоссальной площади, из которого можно изготовить суперконденсатор. Это позволит аккумулировать электрическую энергию в фундаменте, стенах и других бетонных конструкциях.
Источник изображения: Массачусетский технологический институт
Новая разработка может сделать накопители энергии неотъемлемым элементом архитектуры. Главное, что это достаточно просто, хотя вопросы изготовления, эксплуатации и безопасности таких накопителей пока остаются чистым листом. Идея основана на том, что в процессе перемешивания раствора вода распределяет углеродистый материал (сажу или что-то подобное) по всему объему бетона в виде разветвленных струй от более широких к более узким.
После застывания смеси в ней формируется токопроводящий электрод большой площади. Чтобы превратить его в суперконденсатор, необходимо два таких электрода, разделенных перегородкой или расстоянием. Также все это изделие необходимо замочить (погрузить) в общий электролит, например, в раствор хлористого калия.
По расчетам ученых, мощность такого элемента составит 10 кВтч на 43 м3 бетона. Это примерный объем бетона для среднего частного дома в США с подъездными дорожками и гаражами. Энергии, хранящейся таким образом, может хватить на ночь работы с электричеством, что, в дополнение к солнечной ферме на крыше, может сделать производство электроэнергии условно-бесплатным мероприятием.
Одним из самых полезных свойств разработки является ее неограниченное масштабирование. Для экспериментов ученые изготовили крошечные батарейки-таблетки на 1 В, три из которых при последовательном соединении питали светодиод. Для использования в промышленности или дома можно залить аккумулятор большей емкости. Например, для этого можно заменить фундаменты под рекламные щиты или под ветряные электростанции. Бетон используется повсеместно и в огромных количествах. Главное в процессе замены на накопительный состав не промахнуться с надежностью, ведь присадки снижают его прочность.
Специальная подборка для Вас