Até agora, estávamos familiarizados com painéis solares para gerar energia sustentável para nossas casas, mas e se uma casa fosse alimentada pelos materiais que a compõem? Sim, pesquisadores do MIT descobriram que supercapacitores têm o potencial de alimentar uma casa. O professor Franz-Josef Ulm, que lidera o projeto, busca desenvolver soluções energéticas sustentáveis e acessíveis. O projeto se concentra no uso de materiais amplamente disponíveis, como concreto e carvão.
Num futuro próximo, as casas poderão ser equipadas com colunas de concreto inovadoras, misturadas com carvão vegetal, permitindo o armazenamento conveniente de eletricidade e sua liberação quando necessário para uso dos moradores. Pesquisadores do MIT criaram um supercapacitor que funciona como uma bateria , mas não se degrada com o uso. Ele é feito de materiais comuns e visa armazenar energia renovável de forma barata e eficaz.
Os criadores de supercapacitores de concreto já vislumbram aplicações ainda mais notáveis para essa tecnologia . Exemplos incluem o carregamento de veículos elétricos em movimento e a garantia de fornecimento ininterrupto de energia durante eventos climáticos severos.
O líder do projeto e professor de engenharia do MIT, Franz-Josef Ulm , disse: “Estas são as fronteiras em que estamos trabalhando agora com esta tecnologia, e demonstramos como ela pode ser ampliada. Esses dois materiais se unem para formar uma solução de armazenamento de energia potencialmente acessível a todos, em todos os lugares.”
Trabalho
Um supercapacitor, ao contrário de uma bateria, armazena energia elétrica diretamente em um material condutor , como eletrólitos ou água salgada, na superfície de um eletrodo.
Esse material condutor é separado de um isolante, impedindo o fluxo livre de elétrons, assim como em um circuito . Como resultado, ocorre um acúmulo – semelhante à eletricidade estática que se forma quando você esfrega um balão.
O professor Ulm explica: “Aqui, as maravilhas da química acontecem. Quando você mistura cimento — que adora água, é hidrofílico — com negro de fumo [carvão refinado], que não gosta de água, o negro de fumo primeiro se aglomera e, em seguida, essa mesma água é consumida na reação de hidratação que forma o concreto sólido.”
“Como consequência desse consumo, esses aglomerados se soltam e formam um fio volumétrico por todo o material. Esse fio volumétrico está por toda parte e, consequentemente, podemos armazenar uma enorme quantidade de cargas contrárias da solução salina nesse fio volumétrico”, acrescentou o professor Ulm.
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Prós do concreto
Naturalmente, o concreto é poroso e tem poros através dos quais absorve facilmente água salgada. De acordo com o Prof. Ulm, ele pode fazer isso facilmente através do fio de carbono que o atravessa. Entre os eletrodos na forma de disco, parece Oreos, que podem ser facilmente fixados uns aos outros na forma de uma pilha.
O concreto e o carvão são materiais amplamente acessíveis, encontrados em todo o mundo. Em particular, o concreto é incrivelmente popular e consumido em larga escala, ficando atrás apenas da água. A versatilidade do concreto é ampliada por sua forma em pó, que permite a personalização de projetos de supercapacitores para atender a diversas aplicações, como destacou o Prof. Ulm.
O professor Ulm mencionou que, enquanto uma bateria de lítio comum só pode ser carregada e descarregada de 300 a 500 vezes , um supercapacitor pode ser carregado e descarregado inúmeras vezes sem qualquer perda de eficiência . Isso ocorre porque os supercapacitores não precisam converter energia de uma forma para outra.
“Se todos tivessem um desses supercapacitores nas fundações [ou] nos sistemas de parede, e eles estivessem conectados ao sistema [de energia], estaríamos falando de uma verdadeira rede inteligente, no sentido de que envolveria todos. Todos estariam contribuindo com seus edifícios para alcançar a transição energética”, disse o Prof. Ulm.
Outras aplicações potenciais
Após descobrir que supercapacitores têm o potencial de abastecer uma casa, Ulm e sua equipe têm grandes aspirações para seus supercapacitores de concreto que vão muito além de simplesmente armazenar energia doméstica. À medida que o número de indivíduos adotando veículos elétricos continua a aumentar, as preocupações com infraestrutura de carregamento e quilometragem limitada entre as cargas se tornaram cada vez mais proeminentes.
Enquanto o Professor Ulm descreve os benefícios dos supercapacitores, os pesquisadores do MIT estão se concentrando no desenvolvimento de uma estrada auto-recarregável que visa carregar um veículo elétrico usando indução eletromagnética, tanto estacionado quanto em movimento, assim como carregar um iPhone sem fio.
