Zásadní průlom? Levná přísada promění betonové desky ve výkonné úložiště energie

• Výzkumníci testují zcela novou technologii
• Beton přemění na úložiště energie

Výzkumníci z Massachusettského technologického institutu (MIT) zjistili, že když smícháte cement a saze s vodou, vznikne z betonu superkondenzátor, který dokáže vyrábět dostatek energie pro napájení celé domácnosti. O myšlence využití betonu k ukládání energie neslyšíme poprvé. Před dvěma lety tým z Chalmersovy technické univerzity ve Švédsku demonstroval, jak lze určité množství elektřiny ukládat do betonu vylitého kolem elektrod z uhlíkových vláken, do nichž byly pro zvýšení vodivosti přimíchána uhlíková vlákna.

Nepřehlédněte: Webbův teleskop vyfotil zatím nejvzdálenější hvězdu: Earendel leží 28 miliard světelných let daleko

Betonové desky?

Objev vědců z MIT však celý koncept posouvá na vyšší úroveň tím, že odstraňuje nutnost do betonu implementovat elektrody a místo toho umožňuje, aby uhlíková čerň v rámci procesu vytvrzování vytvořila vlastní propojené elektrodové struktury. 

Tento proces využívá způsobu, jakým spolu voda a cement reagují; voda vytváří v tvrdnoucím betonu rozvětvenou síť kanálků a saze do těchto kanálků přirozeně migrují. „Tyto kanály vykazují fraktální strukturu, větší větve se rozdělují na menší a menší, čímž vznikají uhlíkové elektrody, které se rozbíhají po celém betonu,“ píše server New Atlas.

Dvě z těchto větví, které jsou odděleny izolační vrstvou nebo tenkou mezerou, fungují jako desky superkondenzátoru, když je celek ponořen do standardního elektrolytu, jako je chlorid draselný. Superkondenzátory se mohou nabíjet a vybíjet téměř okamžitě, takže hustota energie a výkon jsou obecně mnohem vyšší než u standardních lithiových baterií.

Pokusy budou pokračovat, slibují vědci

Existuje však kompromis mezi tím, kolik energie lze uložit v daném objemu, a tím, jak pevný musí beton být, protože přidáním většího množství sazí se sice zvýší zásoba energie, ale výsledný beton nebude mít požadovanou tvrdost. 

Na průměrný dům o ploše 185 metrů čtverečních postavený na standardní betonové desce o tloušťce 13 centimetrů je potřeba přibližně 24 metrů krychlových betonu (m³). Vědci z MIT tvrdí, že 45 m³ nanouhlíkového betonu smíchaného se sazemi uloží zhruba 10 kWh elektřiny, což stačí na pokrytí třetiny spotřeby elektřiny průměrného rodinného domu nebo na výrazné snížení účtu za energie v kombinaci s fotovoltaikou.

Vědci nové betonové „superkapacitory“ testovali zatím jen v malém měřítku, kdy vyřízli dvojice elektrod a vytvořili tak malé 1V superkapacitory o velikosti knoflíkové baterie a pomocí tří z nich rozsvítili 3V LED. Nyní pracují na blocích o velikosti autobaterií.

Podle profesora MIT Franze-Josefa Ulma, spoluautora studie publikované v časopise PNAS, se jedná o superškálovatelnou technologii s tloušťkou elektrod od 1 milimetru do 1 metru a kapacitou energie, která může sloužit pro rozsvícení LED na několik sekund až po napájení celého domu.

Zdroj náhledové fotografie: se souhlasem MIT, zdroj: New Atlas, MIT, PNAS