Dom stanie się baterią. Jest sposób na magazynowanie energii w murach

Uwagę uczonych przykuła znana od starożytnych czasów mieszanka składająca się z cementu, wody, soli i sadzy. Przez setki lat nasi przodkowie wyrabiali w ten sposób zaprawę będącą ekwiwalentem naszego dzisiejszego betonu. Archeologowie nadal są pod wrażeniem tego, jak solidny i trwały był to materiał. Okazuje się, że ta sama receptura może posłużyć nam dziś do budowy domów, które będą w stanie przechować w murach ładunek elektryczny, możliwy do wykorzystania później do zasilenia domowych urządzeń. W praktyce czyniłoby to z naszych domów duże baterie cementowe.

Autorzy publikacji zamieszczonej w Proceedings of the National Academy of Sciences mieli na celu odkrycie najwydajniejszych sposobów na magazynowanie energii elektrycznej pochodzącej z odnawialnych źródeł. Choć są one czyste i ekologiczne, to niestety ich stabilność stoi pod znakiem zapytania. W dni słoneczne panele fotowoltaiczne produkują duże ilości prądu, a w dni pochmurne w systemie tej energii może brakować. Tak samo z wiatrakami, które w dni o odpowiednich warunkach są bardzo wydajne, a w czasie bezwietrznej pogody właściwie bezużyteczne.

Aby nie marnować energii w okresie jej nadprodukcji i mieć jej zapas w czasie niedoboru najsensowniejszym rozwiązaniem jest posiadanie magazynów energii. Niestety obecnie akumulatory są dosyć drogie, ze względu na konieczność wykorzystania w nich trudno dostępnych materiałów. Nawet te tworzone z wykorzystaniem starych baterii z samochodów elektrycznych nie są specjalnie tanie, ani specjalnie ekologiczne, prawdę powiedziawszy. I tutaj pojawia się miejsce dla autorów badania z MIT (Massachusetts Institute of Technology).

Według naukowców na bazie cementu wymieszanego z sadzą można zbudować rodzaj superkondensatora. Sadza, powstała na przykład w procesie spalania biomasy zawiera znaczne ilości węgla, który jest bardzo przewodzącą ładunki substancją, a jego stosunek powierzchni do objętości jest bardzo duży. Po zmieszaniu sadzy z cementem i wodą węgiel powinien podążyć kanałami, jakie woda utworzy w cemencie, tworząc przewodzącą ładunki sieć wewnątrz betonowej struktury.

W ten sposób pomiędzy jedną a drugą stroną ściany, gdzie można umieścić metalowe płytki powstanie cementowy kondensator. Podczas ładowania jedna z płytek zyska ładunek dodatni, podczas gdy druga ujemny. Przepływające węglową siecią ładunki z kolei wytworzą prąd elektryczny, który będziemy mogli wykorzystać do zasilania domowych urządzeń. W propozycji autorów badania płytki można zastąpić poprzez nasączenie betonu elektrolitami w postaci na przykład bardzo łatwo dostępnego chlorku potasu.

W małej skali rozwiązanie to jest w stanie przechowywać niewielki ładunek, lecz kiedy bateria będzie rozmiarów domu, spotykamy się już z o wiele ciekawszymi możliwościami. Kondensator wielkości guzika może zasilić diodę LED, z kolei średniej wielkości dom, według obliczeń uczonych mógłby przechować około 10 kWh energii.