Το μελλοντικό σας σπίτι θα μπορούσε να έχει θεμέλια που θα αποθηκεύουν ενέργεια από τα ηλιακά πάνελ στην οροφή σας, χωρίς την ανάγκη για ξεχωριστές μπαταρίες, ενώ το ηλεκτρικό σας όχημα θα μπορούσε να φορτίζει στο δρόμο!
Μηχανικοί του MIT ανέπτυξαν μια νέα τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας - έναν νέο τύπο σκυροδέματος - που βασίζεται σε δύο αρχαία υλικά: το τσιμέντο, που χρησιμοποιείται εδώ και χιλιάδες χρόνια και τον μαύρο άνθρακα, μια μαύρη σκόνη που χρησιμοποιείτο ως μελάνι για τα χειρόγραφα της Νεκράς Θάλασσας περίπου 2.000 χρόνια πριν.
Ο μαύρος άνθρακας άγει τον ηλεκτρισμό και οι μηχανικοί ανακάλυψαν ότι αν αναμειχθεί με τσιμέντο και νερό με συγκεκριμένο τρόπο, σχηματίζει ένα μακρύ, διακλαδισμένο δίκτυο από «σύρματα» άνθρακα, καθώς το τσιμέντο σκληραίνει. Αυτό μετατρέπει το υλικό σε υπερπυκνωτή, μια συσκευή που αποθηκεύει ένα ηλεκτρικό φορτίο.
«Ξαφνικά, έχουμε ένα υλικό που, όχι μόνο μπορεί να μεταφέρει φορτίο, αλλά μπορεί επίσης να αποθηκεύσει ενέργεια», λέει ο Franz-Josef Ulm, καθηγητής πολιτικός μηχανικός στο MIT και ένας από τους συγγραφείς μιας νέας μελέτης για την τεχνολογία αυτή.
Σε αντίθεση με μια μπαταρία, η οποία λειτουργεί μετατρέποντας τη χημική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια, ένας πυκνωτής δεν υποβαθμίζεται με την πάροδο του χρόνου και δεν χάνει την ικανότητα να κρατά φορτίο. (Ο υπερπυκνωτής είναι ένας τύπος πυκνωτή που μπορεί να κρατήσει πολύ μεγάλο φορτίο.)
Ένας πυκνωτής επίσης δεν απαιτεί τα ακριβά, ηθικά αμφισβητήσιμα υλικά που χρησιμοποιούνται σε μπαταρίες ιόντων λιθίου όπως το κοβάλτιο και το λίθιο. Επειδή η αιθάλη είναι φθηνή, οι ερευνητές λένε ότι η διαδικασία θα πρόσθετε ελάχιστα στο κόστος κατασκευής σκυροδέματος.
Θα μπορούσε να είναι μια λύση για μια από τις μεγαλύτερες προκλήσεις στην κλιμάκωση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας: Δεδομένου ότι η ηλιακή και η αιολική ενέργεια δεν είναι πάντα διαθέσιμη, η γρήγορη δημιουργία πιο προσιτών αποθηκευτικών χώρων είναι απαραίτητη, προκειμένου να απομακρυνθούμε από τα ορυκτά καύσιμα.
Οι μηχανικοί εμπνεύστηκαν να δουλέψουν με το τσιμέντο εν μέρει επειδή η παραγωγή τσιμέντου έχει μεγάλο αποτύπωμα άνθρακα και η παροχή ενός δεύτερου σκοπού στην υποστήριξη των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας μπορεί να την κάνει πιο βιώσιμη. Η διαδικασία θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί με νεότερες εναλλακτικές λύσεις τσιμέντου που μειώνουν τις εκπομπές της παραγωγής, όπως μια έκδοση του τσιμέντου Portland από την startup Brimstone που έχει σχεδιαστεί για να είναι αρνητική σε άνθρακα.
Σε ένα σπίτι, ένα θεμέλιο κατασκευασμένο από το υλικό θα μπορούσε ενδεχομένως να αποθηκεύσει τόση ηλιακή ενέργεια - συνδεδεμένη μέσω καλωδίων στην οροφή - όση θα χρησιμοποιούσε το σπίτι σε μια μέρα.
Σε ένα αιολικό πάρκο, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στη βάση των ανεμογεννητριών.
Το σκυρόδεμα θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή δρόμων που μπορούν να φορτίζουν ηλεκτρικά οχήματα καθώς οδηγούν.
Στη νέα μελέτη, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι οι πυκνωτές θα μπορούσαν να σχεδιαστούν για να φορτίζουν αργά, όπως σε ένα σπίτι, ή να εκφορτίζονται γρήγορα, όπως σε έναν φορτιστή EV.
Μετά τη δοκιμή μιας μικρής έκδοσης στο εργαστήριο, η ομάδα σχεδιάζει τώρα να κλιμακώσει σε μεγαλύτερα μεγέθη. Το πρώτο πρωτότυπο θα μπορούσε ενδεχομένως να είναι έτοιμο εντός 18 μηνών, λέει ο Ulm.
