Este novo aditivo pode transformar lajes de concreto em energia rápida

Uma descoberta inovadora revelada por pesquisadores do MIT tem o potencial de mudar completamente a forma como a energia é armazenada. Eles descobriram que o concreto pode se automontar em um supercapacitor de armazenamento de energia capaz de abastecer casas ou carregar rapidamente carros elétricos, combinando cimento e negro de fumo com água. Ao eliminar os eletrodos de malha e permitir que o negro de fumo construa suas próprias estruturas de eletrodos conectadas durante todo o processo de cura, esta nova pesquisa avança trabalhos anteriores sobre o uso de concreto para armazenamento de energia.

A mágica acontece devido à reação entre a água e o cimento no concreto. À medida que o concreto endurece, a água forma uma rede de canais ramificados e o negro de fumo migra naturalmente para esses canais. Isso cria eletrodos de carbono com uma área superficial incrivelmente grande em todo o concreto. Uma vez que o concreto é banhado em um eletrólito padrão, como o cloreto de potássio, esses eletrodos de carbono funcionam como placas de um supercapacitor. Os supercapacitores oferecem alta densidade de potência e recursos rápidos de carga e descarga em comparação com baterias de lítio padrão.

Embora haja uma compensação entre a densidade energética e a resistência do concreto ao adicionar mais negro de fumo, o potencial de armazenamento de energia é impressionante. Um bloco de 1.589 pés cúbicos (45 m3) de concreto dopado com nanocarbono preto pode armazenar cerca de 10 kWh de eletricidade. Este montante é suficiente para cobrir aproximadamente um terço do consumo de energia de uma residência americana média ou reduzir significativamente as contas de energia da rede quando combinado com um painel solar no telhado de tamanho decente.

O que torna esta tecnologia ainda mais promissora é a sua escalabilidade. A equipe do MIT testou os supercapacitores de concreto em várias escalas, desde minúsculos supercapacitores de 1 volt até blocos do tamanho de baterias de automóveis. A equipe agora pretende uma versão de 1.589 pés cúbicos e 10 kWh para demonstrações em maior escala.

Além de sua potencial aplicação em residências, esse concreto armazenador de energia pode ser utilizado em diversos projetos de infraestrutura. Combiná-lo com painéis solares à beira da estrada e bobinas de carregamento indutivo pode levar a estradas de carregamento de veículos elétricos sem fio super-rápidas e drive-through. Além disso, os supercapacitores de concreto podem complementar baterias químicas de movimento mais lento em grandes instalações de armazenamento de energia baseadas na rede, permitindo choques rápidos de energia e contribuições de maior duração em níveis de energia mais baixos.

No entanto, ainda existem algumas incertezas a serem resolvidas. A capacidade do concreto de sobreviver a elementos externos e se ele pode ser derramado no local para automontagem ainda são desconhecidos. Compreender como estes supercapacitores de concreto devem ser ligados e manuseados também é crucial por razões de segurança.

No geral, esta descoberta surpreendente abre uma ampla gama de opções para armazenamento de energia utilizando concreto, uma substância que é frequentemente empregada em uma variedade de edifícios. À medida que a investigação e o desenvolvimento avançam, poderemos ver um momento em que as nossas infra-estruturas e edifícios servirão como soluções eficazes e sustentáveis ​​de armazenamento de energia, para além das suas actuais funções como estruturas funcionais. Poderão ser alcançados progressos significativos rumo a um futuro mais verde e mais sustentável através da redução da nossa dependência de fontes de electricidade convencionais e da redução dos efeitos ambientais.