Превращает дом в электростанцию: исследователи создали суперконденсатор из цемента

Исследователи создали эффективный суперконденсатор на цементной основе, который может быть встроен непосредственно в здания.

Обычно суперконденсаторы накапливают относительно небольшое количество энергии, однако быстро поглощают и высвобождают её. В некоторых случаях они способны работать в течение миллионов циклов.

Исследователи надеются, что подобные суперконденсаторы со временем можно будет интегрировать в строительные материалы, например, цемент. Энергия, вырабатываемая солнечными панелями, установленными на здании или рядом с ним, могла бы аккумулироваться в конструкции самого здания, а не в громоздких батареях на крыше или в подсобном помещении.

Он и его коллеги Вэньцай Рен и Хайпин сначала смешали углеродные нанотрубки, сажу и цемент, чтобы получить чернила для печати электродов. Используя С помощью 3D-принтера они нанесли чернила на небольшую бетонную плиту в виде узора, напоминающего скрещенные пальцы.

В процессе гидратации цемента в плите его поры заполнялись водой и ионами, которые легко перемещались между электродами. Поскольку такая конструкция сокращала расстояние, которое преодолевали заряженные ионы, этот суперконденсатор оказался более эффективным, чем предыдущие варианты.

Исследования показали, что суперконденсатор обладает такой же прочностью на сжатие, как и обычный бетон. Три устройства, напечатанные на одной плите, питали небольшую группу светодиодов. В будущем подобные суперконденсаторы могут питать автономные датчики и аварийное освещение.

Исследователи также установили, что новый суперконденсатор стабильно работает при умеренном нагреве и охлаждении. Однако при –18°C его эффективность начинает снижаться. Учёные планируют сосредоточиться на повышении эффективности суперконденсаторов в условиях низких температур.

Как отмечает Цзин Чжун, если бы строительные материалы выполняли не только функцию поддержки конструкции, но и накопление энергии, чуткость к окружающей среде и взаимодействию с людьми — это были бы уже не просто помещения, а интеллектуальная среда.

Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Nano

Источник: TechXplore