Фізики навчили цемент і сажу запасати електрику

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.

Приклад використання суперконденсатора, який може накопичувати зібрану сонячними панелями енергію, що потім живитиме електроприлади. MIT News

Приклад використання суперконденсатора, який може накопичувати зібрану сонячними панелями енергію, що потім живитиме електроприлади. 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.