Американські інженери створили з цементу і сажі суперконденсатор, який може ефективно зберігати енергію та стати альтернативою традиційним батареям. Розробники вважають, що з нього можна будувати, наприклад, покриття доріг, щоб вони могли живити електромобілі. Про новий матеріал розповідає видання MIT News.
Що таке суперконденсатор і чому його вирішили створити з цементу?
Суперконденсаторами називають пристрої для запасання енергії, які на відміну від звичайних конденсаторів, мають значно більшу ємність завдяки тому, що як обкладинки у них використовується подвійний електричний шар між електродом і електролітом. Крім того, суперконденсатори характеризуються здатністю не лише швидко накопичувати заряд, а і швидко його віддавати, тому такі пристрої вкрай корисні, наприклад, для електромобілів чи систем енергопостачання.
У своєму дослідженні інженери з Массачусетського технологічного інституту вирішили випробувати одні з найдоступніших матеріалів — цемент, воду і сажу — щоб створити ефективний та водночас дешевий суперконденсатор, який можна масштабувати.
Що потрібно зробити з цементом?
Щоб суперконденсатор мав високу ємність, для електродів зазвичай використовують пористі матеріали, зокрема форми вуглецю, які дозволяють збільшити питому поверхню та запасати більше енергії. Тому дослідники створили суміш з води, цементу та наночастинок вуглецю, сажі, та отримали пластину, яка при зануренні в електроліт з хлориду калію, дозволила накопичувати заряджені частинки. Отримавши два таких електроди, вчені розділили їх ізолятором та створили суперконденсатор, який при підключенні до джерела живлення накопчуватиме енергію у пластинах, яку за необхідності можна використати для живлення. Наприклад, поєднавши три таких конденсатори з цементу, винахідники створили аналог батареї на три вольти, здатної заживити невеликий світлодіод.
За підрахунками науковців, блок з такого бетону висотою розміром у 45 кубічних метрів, зможе зберігати близько 10 кіловат-годин енергії, що може забезпечити живленням одне домогосподарство. Тому науковці вважають, що з їхнього цементу можна створювати фундамент будинків, а також, можливо, і покриття для доріг, щоб живити електромобілі.
Раніше ми розповідали про бактерії, які допоможуть зробити бетон більш морозостійким та міцним та замінять менш екологічні альтернативи.