Ученые Массачусетского
технологического института (MIT) сделали революционное открытие,
которое может изменить способ хранения возобновляемой энергии. Соединив
цемент, воду и технический углерод, исследователи создали проводящий
нанокомпозит, способный работать в качестве суперконденсатора. Этот
электрифицированный цемент способен превратить фундаменты зданий и
дороги в массивные аккумуляторы, накапливающие и высвобождающие
электрическую энергию гораздо быстрее, чем традиционные батареи.
Идея этой инновации заключается в том, чтобы использовать самый
распространенный материал, созданный человеком, - цемент - и соединить
его с сажей, древним материалом, который используется уже много веков.
Сажа обладает уникальным свойством - она образует в цементе усики,
напоминающие провода и повышающие электропроводность. При добавлении
стандартного электролита модифицированный цемент превращается в
суперконденсатор, способный накапливать и отдавать энергию.
В настоящее время цементные конденсаторы имеют относительно небольшие
размеры, их мощности достаточно для того, чтобы зажечь несколько
светодиодных лампочек. Однако используемые материалы недороги и
легкодоступны, что делает возможным их масштабирование. Следующий шаг
исследователей - создание устройства размером с автомобильный
аккумулятор.
Потенциальные возможности применения этой технологии огромны. Дом с
фундаментом из суперконденсаторного цемента может накапливать энергию,
достаточную для питания всего дома в течение суток, используя
возобновляемые источники энергии, такие как солнце или ветер. Кроме
того, эта смесь может использоваться на дорогах для питания
электромобилей при движении по ним.
Исследователи представляют себе будущее, в котором эти
суперконденсаторы, похожие на структурный бетон, будут использоваться
для хранения объемной энергии в жилых и промышленных помещениях. Это
открытие может изменить наши представления о способах хранения и
использования энергии - от энергоактивных убежищ до самозаряжающихся
дорог для электромобилей.
Адмир Масич, материаловед из Массачусетского технологического
института, так комментирует значение этого открытия: "У вас есть
материалы, возраст которых составляет не менее двух тысячелетий, и при
их соединении определенным образом вы получаете проводящий
нанокомпозит, и вот тогда все становится по-настоящему интересным".
Результаты этого исследования опубликованы в журнале PNAS.