Hittills har vi varit bekanta med solpaneler för att hållbart driva våra hus, men tänk om ett hem drivs av dess material? Ja, MIT-forskare upptäckte att superkondensatorer har potential att driva ett hus. Professor Franz-Josef Ulm, som leder projektet, syftar till att utveckla hållbara och tillgängliga energilösningar. Projektet fokuserar på att använda allmänt tillgängliga material som betong och träkol.
Inom en snar framtid kan hus utrustas med innovativa betongpelare blandade med träkol, vilket gör att de enkelt kan lagra elektricitet och frigöra den vid behov för de boendes användning. MIT-forskare har skapat en superkondensator som fungerar som ett batteri men inte försämras vid användning. Den är tillverkad av vanliga material och syftar till att spara förnybar energi billigt och effektivt.
Utvecklarna av betongsuperkondensatorer föreställer sig redan ännu mer anmärkningsvärda tillämpningar för denna teknik . Exempel inkluderar laddning av elfordon medan de är i rörelse och att säkerställa oavbruten strömförsörjning under svåra väderhändelser.
Projektledaren och professorn i teknik vid MIT, Franz-Josef Ulm , sa: ”Det här är liksom frontlinjen där vi arbetar just nu med den här tekniken, nu har vi visat hur den skalas upp. Dessa två material här kombineras för att potentiellt bilda en energilagringslösning för alla, överallt.”
Arbeta
En superkondensator, till skillnad från ett batteri, lagrar elektrisk energi direkt i ett ledande material , som elektrolyter eller saltvatten, på en elektrods yta.
Detta ledande material är separerat från ett isolerande material, vilket förhindrar det fria flödet av elektroner, precis som i en krets . Som ett resultat uppstår en ansamling – liknande den statiska elektricitet som byggs upp när man gnuggar en ballong.
Professor Ulm förklarar: ”Här utspelar sig kemins underverk. När man blandar cement – som älskar vatten, det är hydrofilt – med kimrök [raffinerat träkol], som hatar vatten, klumpar sig först kimröken och sedan förbrukas samma vatten i hydratiseringsreaktionen” som bildar fast betong.”
"Som en följd av denna förbrukning lossnar dessa klumpar och bygger upp en volymetrisk tråd i hela materialet. Den volymetriska tråden finns överallt, och som en konsekvens kan vi lagra [en] enorm mängd motladdningar från saltlösningen på denna volymetriska tråd", tillade professor Ulm vidare.
Se även : Hur många solpaneler och batterier som krävs för att driva ett hus
Fördelar med betong
Betong är naturligtvis porös och har porer genom vilka den lätt absorberar saltvatten. Enligt professor Ulm kan den enkelt göra det via koltråden som löper genom den. Mellan elektroderna i form av en skiva ser det ut som Oreos, som enkelt kan fästas vid varandra i form av en stapel.
Betong och träkol är allmänt tillgängliga material som finns över hela världen. Särskilt betong är otroligt populärt och konsumeras i massiv skala, näst efter vatten. Betongens mångsidighet förstärks av dess pulverform, vilket möjliggör anpassning av superkondensatordesigner för att passa olika tillämpningar, vilket framhävs av professor Ulm.
Professor Ulm nämnde att medan ett genomsnittligt litiumbatteri bara kan laddas och urladdas 300 till 500 gånger , kan en superkondensator laddas och urladdas otaliga gånger utan någon effektivitetsförlust . Detta beror på att superkondensatorer inte behöver omvandla energi från en form till en annan.
”Om alla hade en av dessa superkondensatorer i sina grundmurar [eller] i sina väggsystem, och de var anslutna till [energi]systemet, skulle vi prata om ett riktigt smart elnät, i den meningen att det involverar alla. Alla bidrar med sina byggnader för att uppnå energiomställningen”, sa professor Ulm.
Andra potentiella tillämpningar
Efter att ha upptäckt att superkondensatorer har potential att driva ett hushåll, har Ulm och hans team storslagna ambitioner för sina betongsuperkondensatorer som sträcker sig långt bortom att bara lagra hushållsenergi. I takt med att antalet individer som anammar elbilar fortsätter att öka, har oron kring laddningsinfrastruktur och begränsad körsträcka mellan laddningarna blivit alltmer framträdande.
Medan professor Ulm beskriver fördelarna med superkondensatorer fokuserar MIT-forskare på att utveckla en självladdande väg som syftar till att ladda ett elfordon med hjälp av elektromagnetisk induktion, antingen medan det parkeras eller under körning, precis som att ladda en iPhone utan kabel.
Källa : MIT-ingenjörer skapar en energilagrande superkondensator av forntida material
