Svaka kuća može da postane baterija ugradnjom supercementa

Otkriven je supercement koji bi svaku kuću mogao da pretvori u ogromnu bateriju. Beton je verovatno najkorišćeniji građevinski materijal na svetu i uz malo dorade, mogao bi svaku kuću da snabdeva strujom!

Na laboratorijskoj klupi u Kembridžu u američkoj državi Masačusets, bio je položen uglačan blok od crno obojenog kablovima isprepletenog betona u tečnom stanju. Na prvi pogled, beton nije imao nikakvu primenu, ali kada je Demijen Stefanjuk uključio prekidač, LED svetla pričvršćena za betonske blokove počela su da svetle.

„Prvo ni sam nisam verovao“, rekao je Stefanjuk kada je objasnio kako su se LED svetla uključila. „Pretpostavio sam da ih nisam isključio sa spoljnog izvora napajanja, pa su počela da svetle.

„Bio je prelep dan. Pozvali smo ostale studente i profesore da se uvere u to jer u početku nisu verovali da je to moguće“.

Zašto je ovaj beton tako važan

Zašto toliko uzbuđenja? Verovatno zato što taj bezopasni, tamni komad betona možda predstavlja budućnost skladištenja električne energije.

Obećanja o obnovljivim izvorima energije najčešće uključuju čistu energiju dobijenu od sunca, vetra i mora, ali sunce ne sija uvek u pojedinim predelima, kao što ni vetar ne duva uvek, odnosno more se ne talasa intenzivno. Ukratko, reč je o sporadičnim izvorima energije koji mogu biti problem u današnjem svetu gladnom struje.

To znači da treba da skladištimo električnu energiju u baterijama koje zavise od materijala kao što je litijum, kojeg ima mnogo manje nego što će ga biti potrebno. Naime, na Zemlji trenutno postoji 101 aktivan rudnik litijuma i malo je verovatno da će moći da podmire sve veće potrebe.

Osim toga, rudarenje litijuma zahteva mnogo energije i vode, što dodatno smanjuje prednosti prelaska na obnovljive izvore energije. Takođe, proces ekstrakcije litijuma često uključuje oslobađanje toksičnih hemikalija u lokalne pumpne stanice za vodu.

A rešenje bi mogao da bude Stefanjuk, odnosno njegov beton. On i kolege iz američkog MIT-a uspeli su da naprave uređaj za skladištenje energije nazvan superkondenzator od tri osnovna, jeftina materijala – vode, cementa i industrijske čađi, popularno nazvane karbon black.

Budućnost superkondenzatora

Superkondenzatori su veoma efikasni za skladištenje energije, ali se prilično razlikuju od baterija. Naime, pune se mnogo brže od litijum-jonskih baterija i njihove performanse opadaju mnogo sporije. Slično tome, superkondenzatori oslobađaju svoju uskladištenu energiju mnogo brže, tako da ne bi bili dobri za napajanje mobilnih telefona, laptopova ili električnih vozila koja zahtevaju stabilno snabdevanje energijom tokom dužeg vremenskog perioda.

Ali Stefanjuk veruje da bi ugljenično-cementni superkondenzatori mogli u velikoj meri da doprinesu dekarbonizaciji svetske ekonomije i, ako se reši problem veličine, da budu rešenje za skladištenje obnovljive energije.

Jedna od primena mogla bi da bude izgradnja puteva koji skladište solarnu energiju, koja bi se potom koristila za bežično punjenje automobila koji je koriste. Brzo oslobađanje energije iz superkondenzatora omogućilo bi brzo punjenje baterija u električnim vozilima.

Druga moguća primena je upotreba betona za temelje kuće u kojoj bi se skladištila energija, odnosno, kako Stefanjuk navodi, „imali bi zidove ili temelje ili noseće zidove koji bi podržavali zgradu, ali i skladištili energiju u sebe“.

Međutim, tehnologija je još uvek u povoju i trenutno betonski superkondenzator može da skladišti nešto manje od 300 vat-časova po kvadratnom metru, što je dovoljno da LED sijalica od 10 vati ostane upaljena 30 sati.

Superkondenzatori nisu savršeni

Superkondenzator radi zahvaljujući neobičnom svojstvu industrijske čađi, a to je njegova visoka provodljivost, odnosno kada se čađ pomeša sa cementom i vodom, stvara se beton protkan provodljivim materijalom koji podseća na razgranate, sićušne korene.

Kondenzatori su napravljeni od dve provodne ploče sa membranom između njih. Obe ploče su napravljene od karbon-blek cementa i prethodno su natopljene elektrolitičkom solju, odnosno kalijum-hloridom.

Propuštanjem struje kroz ploče natopljene solju, pozitivno naelektrisane ploče privlače negativno naelektrisane jone iz kalijum-hlorida. A pošto membrana sprečava razmenu naelektrisanih jona između ploča, odvajanje naelektrisanja stvara električno polje.

Pored toga, pošto superkondenzatori mogu vrlo brzo da skladište velike količine naelektrisanja, bili bi veoma korisni za skladištenje viška energije koju generišu sporadični obnovljivi izvori kao što su vetar i sunce, koji bi rasteretili električnu mrežu kada nema vetra ili sunčeve svetlosti.

Međutim, superkondenzatori nisu savršeni jer prebrzo oslobađaju uskladištenu struju i nisu dobro rešenje za ravnomernu proizvodnju energije potrebnu za napajanje kuće tokom celog dana.

Pored toga, iako bi ugljen-cementni superkondenzatori mogli da ublaže zavisnost od litijuma, treba istaći da je proizvodnja cementa odgovorna za pet do osam odsto emisije ugljen-dioksida u svetu, a ugljeni-cement potreban za proizvodnju superkondenzatora mora biti sveže proizveden, odnosno postojeći cement se ne bi mogao naknadno oblagati njime.

Ali, za sada se čini da je to obećavajuća inovacija sa mnogo potencijalnih primena, kao i alat koji bi mogao značajno da olakša prelazak na čistiju, održiviju budućnost.

Izvor: Sputnik

Facebook
Twitter
LinkedIn
Email
Odštampaj

Ostavite odgovor

Vaša adresa e-pošte neće biti objavljena. Neophodna polja su označena *

Logo

Newsletter

Možda će Vam se svideti:

Logo

Energija Balkana

Newsletter

Nedeljni pregled vesti