Los ingenieros del MIT combinan cemento y negro de humo para desarrollar una alternativa a la batería

Jul 21, 2023

Ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han desarrollado un novedoso sistema de almacenamiento de energía de bajo coste que se ha fabricado utilizando dos de los materiales históricos más omnipresentes de la humanidad: cemento y negro de humo (que se asemeja al carbón vegetal muy fino).

Los investigadores descubrieron que los dos materiales se pueden combinar con agua para crear un supercondensador (una alternativa a las baterías) que podría proporcionar almacenamiento de energía eléctrica.

La tecnología podría facilitar el uso de fuentes de energía renovables como la solar, la eólica y la mareomotriz al permitir que las redes de energía permanezcan estables a pesar de las fluctuaciones en el suministro de energía renovable.

Los investigadores dijeron que el supercondensador podría eventualmente incorporarse a los cimientos de concreto de una casa, donde podría almacenar la energía de un día completo mientras agrega poco (o nada) al costo de los cimientos y aún proporciona la resistencia estructural necesaria.

También imaginan una carretera de hormigón que podría proporcionar recarga sin contacto para los coches eléctricos mientras viajan por esa carretera.

"El material es fascinante", dijo Admir Masic, profesor del MIT, "porque tenemos el material artificial más utilizado en el mundo, el cemento, que se combina con negro de humo, que es un material histórico muy conocido: el ¡Con él se escribieron los Rollos del Mar Muerto!

Tienes estos materiales de al menos dos milenios de antigüedad que, cuando los combinas de una manera específica, dan como resultado un nanocompuesto conductor, y ahí es cuando las cosas se ponen realmente interesantes”.

A medida que la mezcla fragua y cura, explicó, “el agua se consume sistemáticamente a través de las reacciones de hidratación del cemento, y esta hidratación afecta fundamentalmente a las nanopartículas de carbono porque son hidrofóbicas (repelen el agua)”.

Y a medida que la mezcla evoluciona, “el negro de humo se autoensambla formando un cable conductor conectado”, añadió Masic.

El proceso es fácilmente reproducible, con materiales económicos y fácilmente disponibles en cualquier parte del mundo. Y la cantidad de carbono necesaria es muy pequeña (tan solo el 3% del volumen de la mezcla) para lograr una red de carbono filtrado, dijo Masic.

Esta tecnología simple pero innovadora se describe en un artículo de próxima aparición en la revista PNAS.

Los supercondensadores fabricados con este material tienen un gran potencial para ayudar en la transición del mundo hacia las energías renovables, afirmó el profesor del MIT Franz-Josef Ulm.

Las principales fuentes de energía libre de emisiones, la eólica, la solar y la mareomotriz, producen su producción en momentos variables que a menudo no se corresponden con los picos de consumo de electricidad, por lo que es esencial encontrar formas de almacenar esa energía.

"Existe una enorme necesidad de un gran almacenamiento de energía", añadió Ulm, "y las baterías existentes son demasiado caras y dependen principalmente de materiales como el litio, cuyo suministro es limitado, por lo que se necesitan con urgencia alternativas más baratas".

"Aquí es donde nuestra tecnología es extremadamente prometedora, porque el cemento está en todas partes", concluyó Ulm.

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El artículo anterior ha sido publicado desde una fuente cablegráfica con modificaciones mínimas en el título y el texto.