Do tej pory znaliśmy panele słoneczne, które służyły do zrównoważonego zasilania naszych domów, ale co, jeśli dom będzie zasilany z materiałów, z których jest zbudowany? Tak, naukowcy z MIT odkryli, że superkondensatory mają potencjał do zasilania domu. Profesor Franz-Josef Ulm, kierujący projektem, dąży do opracowania zrównoważonych i dostępnych rozwiązań energetycznych. Projekt koncentruje się na wykorzystaniu powszechnie dostępnych materiałów, takich jak beton i węgiel drzewny.
W niedalekiej przyszłości domy mogą zostać wyposażone w innowacyjne betonowe kolumny z dodatkiem węgla drzewnego, co umożliwi im wygodne magazynowanie energii elektrycznej i uwalnianie jej w razie potrzeby do użytku mieszkańców. Naukowcy z MIT stworzyli superkondensator, który działa jak bateria , ale nie ulega degradacji w trakcie użytkowania. Jest on wykonany z powszechnie dostępnych materiałów i ma na celu tanie i efektywne oszczędzanie energii odnawialnej.
Projektanci betonowych superkondensatorów już przewidują jeszcze bardziej niezwykłe zastosowania tej technologii . Przykładami mogą być ładowanie pojazdów elektrycznych w ruchu oraz zapewnienie nieprzerwanego zasilania podczas ekstremalnych zjawisk pogodowych.
Kierownik projektu i profesor inżynierii na MIT, Franz-Josef Ulm , powiedział: „To są w pewnym sensie granice, nad którymi obecnie pracujemy z tą technologią. Pokazaliśmy, jak się skaluje. Te dwa materiały łączą się, tworząc potencjalnie rozwiązanie do magazynowania energii dla każdego i wszędzie”.
Pracujący
Superkondensator, w przeciwieństwie do akumulatora, magazynuje energię elektryczną bezpośrednio w materiale przewodzącym , np. elektrolicie lub wodzie morskiej, na powierzchni elektrody.
Ten materiał przewodzący jest oddzielony od materiału izolującego, co uniemożliwia swobodny przepływ elektronów, podobnie jak w obwodzie . W rezultacie następuje akumulacja – podobna do elektryczności statycznej, która gromadzi się podczas pocierania balonu.
Profesor Ulm wyjaśnia: „Tutaj dzieją się cuda chemii. Kiedy miesza się cement – który uwielbia wodę, jest hydrofilowy – z sadzą [rafinowanym węglem drzewnym], który nie znosi wody, sadza najpierw się zbryla, a następnie ta sama woda jest zużywana w reakcji hydratacji”, która tworzy stały beton”.
„W wyniku tego zużycia, grudki te rozluźniają się i tworzą w całym materiale drut objętościowy. Ten drut objętościowy jest wszędzie, dzięki czemu możemy gromadzić na nim ogromną ilość ładunków przeciwstawnych z roztworu soli” – dodał profesor Ulm.
Zobacz także : Ile paneli słonecznych i baterii wystarczy do zasilania domu
Zalety betonu
Naturalnie beton jest porowaty i ma pory, przez które łatwo wchłania słoną wodę. Według prof. Ulma może to łatwo zrobić za pomocą biegnącego przez niego drutu węglowego. Pomiędzy elektrodami w formie dysku wygląda jak ciasteczka Oreo, które można łatwo ze sobą połączyć w formie stosu.
Beton i węgiel drzewny to powszechnie dostępne materiały, dostępne na całym świecie. Szczególnie beton jest niezwykle popularny i zużywany na masową skalę, zajmując drugie miejsce po wodzie. Wszechstronność betonu zwiększa jego sproszkowana forma, która umożliwia dostosowanie konstrukcji superkondensatorów do różnych zastosowań, co podkreślił prof. Ulm.
Prof. Ulm wspomniał, że podczas gdy przeciętny akumulator litowy można ładować i rozładowywać tylko 300 do 500 razy , superkondensator można ładować i rozładowywać niezliczoną ilość razy bez utraty wydajności . Dzieje się tak, ponieważ superkondensatory nie muszą przekształcać energii z jednej formy w drugą.
„Gdyby każdy miał jeden z tych superkondensatorów w swoich fundamentach [lub] w systemach ściennych i był podłączony do systemu [energetycznego], mówilibyśmy o prawdziwej inteligentnej sieci, w tym sensie, że angażuje ona wszystkich. Każdy przyczynia się swoim budynkiem do osiągnięcia transformacji energetycznej” – powiedział prof. Ulm.
Inne potencjalne zastosowania
Po odkryciu, że superkondensatory mają potencjał zasilania domu, Ulm i jego zespół mają wielkie aspiracje dla swoich betonowych superkondensatorów, które wykraczają daleko poza samo magazynowanie energii domowej. W miarę jak liczba osób korzystających z pojazdów elektrycznych nadal rośnie, obawy dotyczące infrastruktury ładowania i ograniczonego przebiegu między ładowaniami stają się coraz bardziej widoczne.
Podczas gdy profesor Ulm opisuje zalety superkondensatorów, naukowcy z MIT skupiają się na opracowaniu samoładującej się drogi , która będzie ładować pojazd elektryczny za pomocą indukcji elektromagnetycznej, zarówno podczas postoju, jak i jazdy, tak jak ładuje się iPhone'a bez kabla.
Źródło : Inżynierowie z MIT tworzą superkondensator magazynujący energię ze starożytnych materiałów
