Su próxima casa podría funcionar con cimientos de supercondensadores de hormigón, dicen los investigadores

Jul 09, 2023

Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y la Universidad de Harvard han ideado un enfoque novedoso para el almacenamiento masivo de energía renovable: convertir cemento y carbono en supercondensadores, en lugar de baterías de iones de litio y de polímero de litio, que son problemáticas para el medio ambiente.

"El material [usado] es fascinante", dice el coautor Admir Masic, profesor del MIT, sobre el proyecto del equipo, "porque tenemos el material artificial más utilizado en el mundo, el cemento, que se combina con carbono. negro, es un material histórico muy conocido: los Rollos del Mar Muerto se escribieron con él. 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 eso es cuando las cosas se ponen realmente interesantes."

Masic entiende por "interesante" "funcional": lo que el equipo ha creado, mediante una combinación de cemento, negro de humo y agua, es un material que actúa como supercondensador para el almacenamiento de energía eléctrica. El material, que se puede producir a escala y a bajo costo, podría reemplazar al concreto simple en una variedad de proyectos de construcción: se utiliza para los cimientos de una casa, por ejemplo, y proporciona almacenamiento suficiente para el uso de energía de un día completo, según las estimaciones. estimaciones del equipo.

Los supercondensadores de cemento son sorprendentemente fáciles de fabricar: se mezcla y cura una mezcla de cemento, agua y hasta un 10 por ciento de negro de humo, formando una red de material conductor dentro del bloque sólido. Remojar esto en cloruro de potasio proporciona el electrolito necesario para convertir el bloque en un electrodo; dos de estos electrodos separados por aire u otro aislante los convierte en un supercondensador en funcionamiento.

"Se puede pasar de electrodos de 1 milímetro de espesor a electrodos de 1 metro de espesor", señala el coautor Franz-Josef Ulm, profesor del MIT, "y al hacerlo, básicamente se puede escalar la capacidad de almacenamiento de energía desde la iluminación de un LED durante unos segundos, para alimentar toda una casa."

En las pruebas, el equipo pudo producir supercondensadores de cemento compactos que medían 1 cm de diámetro y 1 mm de espesor (alrededor de 0,4" y 0,04" respectivamente) que podían cargarse hasta 1 V y usarse en serie para controlar un LED de 3 V. El siguiente paso: ampliar la tecnología al tamaño de la batería de un automóvil y luego a una variante doméstica que mida 45 metros cúbicos (alrededor de 45 yardas cúbicas) que podría almacenar 10 kilovatios-hora (kWh) de energía.

El equipo también propuso el concreto para su uso en carreteras, almacenando energía de paneles solares al borde de las carreteras y emitiéndola a través de sistemas de energía inalámbricos para cargar automáticamente los vehículos eléctricos mientras viajan. Incluso es posible utilizar el material para calentar: aplicando electricidad a la mezcla de hormigón y carbón se calienta.

El trabajo del equipo ha sido publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS), en condiciones de acceso abierto; no se ha proporcionado ningún calendario para la comercialización.