Lacný „dobíjateľný betón“ by jedného dňa mohol poháňať domácnosti a elektromobily.
Skladovanie čistej energie je rovnako dôležité ako jej zber. Žiaľ, drvivá väčšina nabíjateľné batérie v súčasnosti sa spoliehajú na kovy vzácnych zemín ako lítium, ktorých ťažba je plná environmentálne a etické otázky. Podľa výskumníkov sa však sľubná alternatíva dá nájsť jednoduchým spojením dvoch z nich najstaršie a najbežnejšie materiály civilizácie: cement a zmes podobná drevenému uhliu známa ako karbónová čierna.
Ako je podrobne uvedené v novej štúdii zverejnenej 31. júla v Zborník Národnej akadémie vied, inžinieri pracujúci spoločne z MIT a Wyss Institute nedávno zistili, že správne zmiešanie oboch prísady vo vode naplnenej elektrolytom vytvárajú výkonný, lacný superkondenzátor schopný uchovávať elektrickú energiu neskoršie použitie. Po ďalšom dolaďovaní a experimentovaní tím verí, že ich obohatený cementový materiál by jedného dňa mohol tvoriť časti základov budov alebo dokonca vytvoriť bezdrôtové nabíjanie.
[Súvisiace: Táto nabíjateľná batéria je určená na jedenie.]
Podobne ako batérie, superkondenzátory ukladajú a usmerňujú veľké zásoby elektrickej energie. Aby to dosiahli, dizajnéri pred vložením membrány medzi ne namočia dve vodivé platne do roztoku elektrolytu. Po nabití bariéra bráni iónom v cestovaní medzi kladnými a zápornými platňami, čím sa ukladá potenciálna energia pre neskoršie použitie.
V prípade nového materiálu výskumníkov na báze cementu je však jeho relatívne vysoký vnútorný povrch kľúčom k jeho superkondenzátorovému potenciálu. Po spojení vysoko vodivých sadzí, cementového prášku a vody výskumníci počkajú, kým ich výsledná zmes vytvrdne. Počas tejto doby voda prirodzene vytvára malé otvory, ktoré sú následne vyplnené uhlíkom, aby zdanlivo vytvorili vnútornú, fraktálovú sieť káblov. Položte dve dosky z tohto materiálu na seba a oddeľte ich izolačnou vrstvou a máte k dispozícii nový superkondenzátor.
Podľa výskumníkov, akým je napríklad spoluautor papiera Admir Masic, je nový materiál rovnako sľubný ako dojemný – používanie cementu sa datuje už od r. 6 500 pred Kristom, zatiaľ čo sadze boli atramentom, ktorý autori použili na pero Zvitky od Mŕtveho mora.
„Máte tieto najmenej dve tisícročia staré materiály, ktoré, keď ich skombinujete špecifickým spôsobom, vy prísť s vodivým nanokompozitom a vtedy začnú byť veci naozaj zaujímavé,“ povedal Masic v a vyhlásenie.
Tím si predstavuje projekty, ako sú úseky ciest presiaknuté betónovým supravodičovým materiálom pripojeným k neďalekým poliam solárnych panelov. Podobne ako pri experimentálnych projektoch už prebieha v Európe, samotné ulice by sa potom dali využiť na vozidlá s bezdrôtovým nabíjaním, keď jazdia po povrchu. Ale predtým, než sa dostanú k takémuto potenciálne revolučnému projektu občianskeho inžinierstva, výskumníci musia začať v malom.
[Súvisiace: Pripravte sa na prvú cestu na svete s permanentným nabíjaním EV.]
Na počiatočné testovanie svojho nového materiálu Masic a ich kolegovia najprv vytvorili trio malých, 1 voltových prototypov supravodičov, každý s priemerom približne 1 cm a hrúbkou 1 mm. Keď sú prepojené, tri vodiče ľahko napájajú 3-voltovú LED diódu. V budúcnosti tím dúfa, že zväčšia svoje prototypy na 12-voltový príklad porovnateľný s batériou EV, potom supravodič s objemom 45 kubických metrov schopný hypoteticky napájať celý dom.
