/https%3A%2F%2Fs3.eu-central-1.amazonaws.com%2Fmedia.my.ua%2Ffeed%2F53%2Ff70d8715a3be6018e9fad74773d234f6.jpg)
Змінить енергетику: бетонна "батарея" забезпечить будинки та авто електрикою без дротів
Дослідники Массачусетського технологічного інституту розробили нову систему зберігання енергії на основі бетону, що проводить електрику.
Такий матеріал створюють шляхом з'єднання цементу, води, ультратонкої сажі з наночастинками та електролітів. Стіни, тротуари та мости, побудовані з нього, можуть слугувати гігантськими батареями. У статті для видання PNAS вчені розповіли, як змогли значно поліпшити технологію.
Вони створили нові енергоконденсатори, які збільшили енергоємність електропровідного вуглецевого бетону за допомогою оптимізованих електролітів і поліпшених енергоконденсаторів. Водночас команда оптимізувала спосіб додавання електроліту в суміш. Замість того, щоб вулканізувати електроди бетону і потім замочувати їх в електроліті, вони додавали електроліт безпосередньо у воду для замішування. Це дало змогу відливати товстіші електроди, які накопичували більше енергії.
У 2023 році для зберігання енергії, достатньої для задоволення потреб середньостатистичного будинку за добу, знадобилося б близько 45 кубічних метрів електропровідного бетону, що приблизно відповідає кількості звичайного бетону, який використовується для будівництва підвалу. Але тепер із поліпшеним електролітом те саме завдання можна вирішити, використовуючи близько 5 кубічних метрів, тобто однієї стіни.
Вчені підвищили щільність енергії, краще розібравшись, як мережа з наночастинок вуглецевої сажі взаємодіє з електролітами всередині бетону. За допомогою електронного мікроскопа вони змогли реконструювати наномережу з високою роздільною здатністю, недоступною раніше. Команда зрозуміла, як електроліт проникає всередину матеріалу і пропускає струм.
Дослідники дійшли висновку, що використовувати можна багато різних типів електролітів, включно зі звичайною морською водою. Це робить бетонні батареї хорошим джерелом енергії в прибережних і морських умовах, наприклад, як опори для вітрових електростанцій.
Однак найкраще показали себе органічні електроліти, такі як амонієві солі. Кубічний метр такого бетону розміром приблизно з холодильник може зберігати понад 2 кіловат-годин енергії. Цього приблизно достатньо, щоб забезпечити роботу справжнього холодильника протягом дня.
Електропровідний бетон можна використовувати у вигляді різних архітектурних елементів — від плит і стін до куполів і склепінь. Вчені побудували невелику арку в римському стилі, яка живила світлодіодний світильник з напругою 9 вольт. З бетонних батарей пропонують будувати парковки і дороги, які могли б заряджати електромобілі, а також будинки з автономним живленням.
Та сама команда представила електропровідний бетон 2024 року, але тоді він утримував мало енергії. Через рік ефективність технології вдалося збільшити в 10 разів.
Минулого року компанія Electrified Thermal Solutions представила систему з електропровідних цеглин мегаватного масштабу. Вона має забезпечити будівлі недороге й ефективне опалення.

