Beton ma za sobą długą historię innowacji, sięgającą 6500 roku p.n.e. Rzymianie byli szczególnie utalentowani w jego tworzeniu. Przetrwał wieki i nawet współcześnie zachwyca inżynierów swoimi właściwościami.
Naukowcy byli już w stanie stworzyć beton samonaprawiający się, beton, który pochłania dwutlenek węgla, a nawet taki, który zwiększa plony roślin. Teraz badacze z Massachusetts Institute of Technology (MIT) stworzyli betonową baterię.
Beton, który ładuje energię jak bateria
W nowym badaniu, opublikowanym w czasopiśmie PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America), opisują, jak mieszanina cementu, wody, ultradrobnego czarnego węgla (zawierającego nanocząstki) oraz elektrolitów tworzy tzw. „beton przewodzący elektrony” (electron-conducting carbon concrete, ec³). Materiał ten tworzy przewodzącą nanostrukturę, która działa jak akumulator energii.
Czytaj więcej
Amerykańscy naukowcy znaleźli sposób, by kierowcy elektryków nie musieli szukać stacji ładowania. Ich pomysł jest tak prosty, że aż zaskakuje — i m...
Według naukowców z MIT kluczem do stworzenia zrównoważonego rozwoju betonu jest opracowanie „betonu wielofunkcyjnego”, który łączy w sobie takie funkcje jak magazynowanie energii, samonaprawa czy pochłanianie dwutlenku węgla. Admir Masic, główny autor badania z MIT, podkreśla, że beton jest najczęściej używanym materiałem budowlanym na świecie, więc dlaczego nie wykorzystać tej skali, by był jeszcze bardziej użyteczny?
Naukowcy już dwa lata temu usiłowali nadać betonowi właściwości elektryczne. W 2023 roku w parku Odori w japońskim mieście Sapporo zainstalowano samogrzejące się płyty betonowe, aby przeciwdziałać obfitym opadom śniegu, sięgającym niemal 5 metrów rocznie.
Zespół MIT zastosował obrazowanie 3D w nanoskali, aby przeanalizować strukturę betonu i zoptymalizować zastosowane elektrolity. Najlepsze efekty uzyskano po dodaniu organicznych elektrolitów bezpośrednio do wody użytej do mieszania betonu. Pozwoliło im to stworzyć grubsze elektrody, które magazynują więcej energii. Według badaczy blok betonu ec³ wielkości średniej lodówki może przechowywać do 2 kilowatogodzin energii.
Nowa era budownictwa: od Panteonu po inteligentne miasta
– Starożytni Rzymianie dokonali ogromnych postępów w technologii betonu. Ich monumentalne budowle, takie jak rzymski Panteon, stoją do dziś bez zbrojenia – przypomniał Admir Masic. Jego zdaniem, dzięki odkryciom jego zespołu, możemy stanąć u progu nowej rewolucji architektonicznej, w której powstaną wielofunkcyjne betony, takie jak ec³.
Czytaj więcej
Naukowcy odkryli sposób na wzmocnienie struktury cementu. Ma być odporniejszy na uszkodzenia niż beton. Inspiracją były... ludzkie kości.
Naukowcy zbudowali miniaturowy łuk, aby przetestować, jak struktura i magazynowanie energii mogą współdziałać. Konstrukcja działała przy napięciu 9 woltów, utrzymywała własny ciężar i zasilała diodę LED. Co ciekawe, światło migotało, gdy łuk był poddany naprężeniom – co może nie sprawdzi się przy oświetlaniu ogromnych wnętrz, jak w Panteonie, ale może okazać się bezcennym narzędziem diagnostycznym. – Możemy wykorzystać ten efekt jako sygnał pokazujący, kiedy i w jakim stopniu konstrukcja jest obciążona, a nawet monitorować jej stan w czasie rzeczywistym – wyjaśnił Masic.
Najbardziej obiecującym zastosowaniem betonowych baterii jest jednak magazynowanie zielonej energii. Choć produkcja energii odnawialnej gwałtownie rośnie, jej magazynowanie wciąż stanowi poważne wyzwanie. Powszechność betonu w miastach i na przedmieściach może pomóc w rozwiązaniu problemu niedoboru miejsc do przechowywania energii.
