В MIT значно покращили батарею з бетону — фундамент зможе живити будинок протягом доби і більше

Вчені Массачусетського технологічного інституту (MIT) продовжують розвивати ідею батареї з цементу, що обіцяє кардинально змінити підхід до будівництва. Ще в 2023 році вчені розробили провідний електрони вуглецевий бетон (ec3), змішуючи цемент, воду та технічний вуглець, перетворюючи цеглини, фундамент або бетонні плити на суперконденсатори для зберігання відновлювальної енергії. Нова батарея перевершила всі очікування.

Джерело зображень: MIT

Завдяки вдосконаленню технології з можливістю вивчати структурні елементи бетонної батареї в процесі роботи за допомогою волоконно-оптичної томографії та інших інструментів, ємність зберігання енергії вдалося збільшити в дев'ять разів, що наближає технологію до практичного застосування в будівництві.

Ключові характеристики оновленого бетону вражають: всього 5 м³ матеріалу — об'ємом з звичайну стіну підвалу — достатньо для покриття добових енергетичних потреб середнього будинку. Раніше для тієї ж мети вимагалося 45 м³, що робило технологію менш привабливою. Один кубічний метр ec3, співмірний за розміром з холодильником, зберігає понад 2 кВт·год енергії, здатної забезпечити роботу того ж холодильника протягом доби.

Покращення досягнуті також у процесі пошуку оптимального електроліту — ним просочується шар бетону між цементними електродами з включенням очищеного сажі (технічного вуглецю). Найкращим виявився органічний електроліт на основі ацетонітрилу з солями четвертинного амонію, що підвищив ефективність накопичення енергії.

Для демонстрації можливостей бетону ec3 команда MIT надихнулася давньоримською архітектурою і створила модель арки, що включає електроди суперконденсатора. Ця конструкція не лише витримувала відповідні навантаження, але й живила світлодіодне підсвічування на 9 В, ілюструючи поєднання несучої здатності та енергетичного носія.

Набірний елемент з бетону з просоченням електролітом живить вентилятор і ігрову консоль

При збільшенні навантаження спостерігався цікавий ефект: починав мигати світлодіод, що, за словами вчених, може слугувати прикладом вбудованої системи самоконтролю конструкцій. У реальних будівлях таке поєднання арки та батареї могло б сигналізувати про стрес матеріалу від вітру або інших факторів, дозволяючи стежити за цілісністю конструкції.

Виконана робота може розглядатися як перші кроки до переосмислення бетону — найпоширенішого матеріалу на планеті — як багатофункціонального елемента чистої енергетики, що сприяє розвитку рішень для зберігання сонячної та вітрової енергії.

Хочеш дізнатися більше — читай відгуки