Стены домов превратят в повербанки

Исследователи Массачусетского технологического института (MIT) сообщили о десятикратном росте энергоемкости нового электропроводящего бетона ЕС3.

Благодаря этому обычные стены, тротуары и мосты могут служить накопителями энергии, а для питания домохозяйства уже достаточно примерно одной “стены” объемом 5 м3 — против 45 м3 в 2023 году, сообщает Interesting Engineering.

Материал сочетает цемент, воду, наноуглеродную сажу и электролиты, образуя внутри проводящую наносеть для аккумулирования заряда. С помощью FIB-SEM томографии команда обнаружила, что частицы углерода формируют фрактальную паутину вокруг пор, что облегчает проникновение электролитов и движение тока. Исследователи перешли от дальнейшего вымачивания до смешивания электролитов непосредственно в воду перед заливкой — это позволило создавать более толстые и эффективные электроды.

Наибольшие приросты дали органические электролиты на основе солей и ацетонитрила. Один кубометр ЕС3 при такой рецептуре хранит более 2 кВтч — этого хватает, например, чтобы питать холодильник в течение суток. Тестировались и другие растворы, в том числе морская вода, что делает ЕС3 пригодным для прибрежных проектов и опор оффшорных ВИЭ.

Команда уже выстроила небольшую арку из ЕС3, которая одновременно несла нагрузку и питала светодиод. Во время механического стресса свет мерцал, что, по замыслу разработчиков, в будущем может дать возможность зданиям “самодиагностировать” состояние конструкций в реальном времени. В японском городе Саппоро уже опробовали способность ЕС3 нагревать тротуары благодаря повышенной теплопроводности.

“Ключ к постоянству бетона — развитие “многофункционального бетона””, — объясняет содиректор MIT EC³ Hub Адмир Масич. “Бетон уже является самым массовым строительным материалом в мире, поэтому почему бы не использовать этот масштаб для дополнительных преимуществ”. “Одним из главных мотивов стало ускорение перехода к ВИЭ, ведь солнечная генерация зависит от погоды”, — добавляет первый автор работы Дамиан Стефанюк.

Содиректор EC³ Габ Франц-Йозеф Улм подчеркивает: “Нужна система хранения и отдачи энергии — обычно это батареи из дефицитных или вредных материалов. Мы считаем, что EC³ является жизнеспособной заменой”.

Соавтор Джеймс Уивер резюмирует: “Совмещая современную нанонауку с древним строительным материалом, мы открываем путь к инфраструктуре, которая не только поддерживает нашу жизнь, но и питает ее”.

Ранее сообщалось, что в Китае впервые начнут серийно производить натрий-ионные батареи для электромобилей: работают при -40°C, на 60% дешевле аналогов. Заявленный жизненный цикл превышает 10 000 циклов, рекомендованный срок службы — 8 лет.