Hecho de cemento, negro de humo y agua, el dispositivo podría proporcionar un almacenamiento de energía barato y escalable para fuentes de energía renovables.
La evolución de dos materiales históricos para el almacenamiento de energía
De acuerdo a un reciente estudio, dos de los materiales más omnipresentes en la historia humana, el cemento y el carbono negro (similar al carbón muy fino), podrían formar un novedoso y económico sistema de almacenamiento de energía. Esta tecnología facilitaría la utilización de fuentes de energía renovable como la solar, eólica y mareomotriz, manteniendo estable la red energética a pesar de las fluctuaciones en la oferta de energía renovable.
Supercondensadores: Una alternativa a las baterías
Los investigadores descubrieron que al combinar estos dos materiales con agua, se puede crear un supercondensadores, una alternativa a las baterías, que puede almacenar energía eléctrica. Por ejemplo, este supercondensadores podría incorporarse en la cimentación de una casa, permitiendo almacenar la energía de todo un día con un mínimo o nulo impacto en el coste de la base y proporcionando la resistencia estructural necesaria.
Este supercondensadores incluso podría formar parte de una carretera de hormigón capaz de recargar eléctricamente los vehículos que circulan por ella de manera inalámbrica.
Tecnología innovadora
La tecnología, simple pero revolucionaria, fue publicada en la revista PNAS por los profesores del MIT Franz-Josef Ulm, Admir Masic y Yang-Shao Horn, junto a otros cuatro miembros del MIT y del Instituto Wyss para la Ingeniería Inspirada en la Biología.
Un supercondensador, en esencia, es muy simple: consiste en dos placas conductoras de electricidad inmersas en un electrolito y separadas por una membrana. Cuando se aplica un voltaje a través del capacitor, los iones con carga positiva del electrolito se acumulan en la placa con carga negativa, y viceversa. Dado que la membrana bloquea la migración de iones cargados, esta separación de cargas crea un campo eléctrico entre las placas, y el capacitor se carga. Los supercondensadores son simplemente condensadores que pueden almacenar cargas excepcionalmente grandes.
La clave para el desarrollo de los nuevos supercondensadores por parte del equipo proviene de un método para producir un material basado en cemento con una superficie interna extremadamente alta debido a una densa red interconectada de material conductor. Lograron esto al introducir carbono negro, altamente conductivo, en una mezcla de concreto junto con cemento en polvo y agua.
El Fascinante potencial del material
Este material es particularmente intrigante, como menciona Masic, «porque combina cemento, el material artificial más utilizado en el mundo, con carbono negro, un material históricamente conocido. Se trata de materiales con más de dos milenios de antigüedad que, al combinarlos de una manera específica, resultan en un nanocompuesto conductor, y eso es realmente interesante.«
Los supercondensadores fabricados a partir de este material tienen un gran potencial para ayudar en la transición mundial a las energías renovables. Las fuentes principales de energía sin emisiones, como la energía eólica, solar y mareomotriz, producen su energía en momentos variables que a menudo no coinciden con los picos de uso de electricidad, por lo que es esencial tener formas de almacenar esa energía.
Aplicaciones Futuras de los Supercondensadores de Carbono-Cemento
Una aplicación potencial para los supercondensadores de carbono-cemento es la construcción de carreteras de concreto que podrían almacenar la energía producida por paneles solares al lado de la carretera y luego entregar esa energía a los vehículos eléctricos que circulan por la carretera.
Además, este sistema es muy escalable, ya que la capacidad de almacenamiento de energía es una función directa del volumen de los electrodos. «Puedes pasar de electrodos de 1 milímetro de grosor a electrodos de 1 metro de grosor, y al hacerlo, básicamente puedes escalar la capacidad de almacenamiento de energía desde encender un LED durante unos segundos hasta alimentar una casa entera«, dice Ulm.
Ulm ve esto como «una nueva forma de mirar hacia el futuro del cemento como parte de la transición energética.» Este proyecto de investigación contó con el apoyo del MIT Concrete Sustainability Hub, con el patrocinio de la Concrete Advancement Foundation.
Vía mit.edu
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