Инженеры Массачусетского технологического института создают альтернативу батареям, используя цемент и сажу

Учёные из Массачусетского технологического института разработали недорогую систему хранения энергии, которую можно интегрировать в дороги и фундаменты зданий, чтобы облегчить переход на возобновляемые источники энергии.

Исследовательская группа создала суперконденсатор — устройство, которое работает как перезаряжаемая батарея — с использованием цемента, воды и сажи, тонкого чёрного порошка, в основном состоящего из чистого углерода.

Этот прорыв может проложить путь к встраиванию накопителей энергии в бетон, что создаст потенциал для дорог и зданий, заряжающих электрические устройства.

По словам исследователей, в отличие от батарей, которые используют материалы в ограниченном количестве, такие как литий, технология может быть дешёвой с использованием легкодоступных материалов.

Они описывают цемент и сажу как «два самых распространенных материала человечества».

Солнечная, ветровая и приливная энергия производится в разное время, что часто не соответствует пиковому спросу на электроэнергию. Чтобы использовать преимущества этих источников, необходимо крупномасштабное хранение энергии, но это слишком дорого для реализации с использованием традиционных батарей.

«Существует огромная потребность в больших хранилищах энергии», — сказал Ульм. «Именно здесь наша технология чрезвычайно перспективна, потому что цемент вездесущ».

Команда доказала, что концепция работает, создав набор суперконденсаторов размером с кнопку, эквивалентных одновольтовым батареям, которые использовались для питания светодиодного фонаря.

Сейчас они разрабатывают версию объемом 45 кубических метров, чтобы показать, что технологию можно масштабировать.

Расчёты показывают, что суперконденсатор такого размера может хранить около 10 киловатт-часов энергии, чего будет достаточно для ежедневного потребления электроэнергии в типичном домашнем хозяйстве.

Это означает, что суперконденсатор потенциально может быть встроен в бетонный фундамент дома практически без дополнительных затрат.

Исследователи предполагают, что встраивание этой технологии в бетонную дорогу позволит заряжать электромобили, пока они едут по ней, используя технологию, аналогичную той, что используется в зарядных устройствах для беспроводных телефонов.

Суперконденсаторы работают, накапливая электрическую энергию между двумя электропроводящими пластинами. Они способны доставлять заряд намного быстрее, чем аккумуляторы, но большинство из них не обеспечивают такого большого запаса энергии.

Количество энергии, которое они могут хранить, зависит от общей площади поверхности двух пластин, разделенных тонким изоляционным слоем.