Beton jako magazyn energii: przełomowa technologia MIT zwiększa pojemność dziesięciokrotnie
Naukowcy z MIT opracowali nowy rodzaj betonu przewodzącego prąd, który może magazynować i uwalniać energię. Dzięki optymalizacji elektrolitów, pojemność magazynowania wzrosła dziesięciokrotnie, otwierając drogę do zastosowania betonu jako superkondensatora w infrastrukturze.
Beton przewodzący prąd – nowy kierunek w magazynowaniu energii
Beton od wieków buduje nasz świat, a teraz może również go zasilać. Zespół naukowców z amerykańskiego Massachusetts Institute of Technology (MIT) opracował przewodzący prąd beton (electron-conducting carbon concrete, ec3), wykorzystujący cement, wodę, ultradrobny węgiel oraz elektrolity. W efekcie powstaje przewodząca „nanosiatka”, umożliwiająca magazynowanie i oddawanie energii przez elementy konstrukcyjne, takie jak ściany czy chodniki.
Dziesięciokrotnie większa pojemność dzięki nowym elektrolitom
Jak podano w najnowszej publikacji zespołu MIT, zoptymalizowane elektrolity i procesy produkcyjne pozwoliły zwiększyć pojemność magazynowania energii przez ec3 aż dziesięciokrotnie. W 2023 roku, do zmagazynowania energii wystarczającej dla przeciętnego gospodarstwa domowego potrzebne było ok. 45 m3 takiego betonu. Obecnie, dzięki ulepszeniom, wystarczy ok. 5 m3 – objętość typowej ściany piwnicy.
„Kluczem do zrównoważonego rozwoju betonu jest tworzenie materiałów wielofunkcyjnych, integrujących magazynowanie energii, samonaprawę czy sekwestrację dwutlenku węgla. Skoro beton jest najczęściej używanym materiałem budowlanym na świecie, warto wykorzystać tę skalę dla dodatkowych korzyści.” – Admir Masic, współdyrektor EC³ Hub i profesor MIT
Nanosiatka i nowe zastosowania
Zaawansowane techniki obrazowania pozwoliły naukowcom z MIT zrekonstruować strukturę przewodzącej nanosiatki wewnątrz betonu. Okazało się, że sieć ta ma strukturę fraktalną i otacza pory betonu, umożliwiając przepływ prądu oraz wnikanie elektrolitów.
„Zrozumienie, jak materiały samoorganizują się w skali nano, jest kluczowe dla uzyskania nowych funkcjonalności.” – Admir Masic
Eksperymenty wykazały, że do ec3 można stosować szeroki zakres elektrolitów – nawet wodę morską, co otwiera perspektywy wykorzystania w infrastrukturze przybrzeżnej, np. w konstrukcjach wspierających farmy wiatrowe offshore.
Nowa metoda produkcji i praktyczne osiągnięcia
Nowatorskie podejście polegało na dodawaniu elektrolitu bezpośrednio do mieszanki betonowej, co umożliwiło tworzenie grubszych elektrod i zwiększenie pojemności. Największą wydajność uzyskano przy zastosowaniu elektrolitów organicznych, m.in. soli czwartorzędowych amoniowych i acetonitrylu. Jeden metr sześcienny takiego betonu może magazynować ponad 2 kWh energii – ilość wystarczającą do zasilenia lodówki przez dobę.
Potencjał architektoniczny i monitoring konstrukcji
Betonowy superkondensator może być zintegrowany z różnymi elementami architektonicznymi i działać przez cały cykl życia budynku. Zespół MIT zbudował nawet miniaturowy łuk z ec3, który pod obciążeniem zasilał diodę LED. Zauważono, że przy zwiększaniu obciążenia światło migotało, co może wskazywać na potencjał do monitorowania stanu konstrukcji w czasie rzeczywistym.
Realne wdrożenia i perspektywy rozwoju
Nowa technologia została już wykorzystana do ogrzewania płyt chodnikowych w Sapporo (Japonia), co może stanowić alternatywę dla tradycyjnego posypywania solą. Naukowcy z MIT podkreślają, że rozwój tej technologii może przyczynić się do transformacji energetycznej, umożliwiając magazynowanie energii z OZE w elementach infrastruktury, a nawet ładowanie pojazdów elektrycznych na parkingach czy drogach.
„Najbardziej ekscytujące jest to, że pokazaliśmy, iż materiał tak stary jak beton może zyskać zupełnie nowe funkcje.” – James Weaver, współautor publikacji i profesor Cornell University
Zobacz również:
- Magazyny energii w Polsce: nowe modele finansowania BESS kluczem do rozwoju
- Holenderski rynek energii: magazyny gazu zapełnione, rekordowe ceny prądu podczas bezwietrznych wieczorów
- ContourGlobal zainwestuje 1,6 GW w magazyny energii we Włoszech
- Drugie życie baterii: ACCIONA Energía i DNV testują magazyny energii z recyklingu e-skuterów
- IFC inwestuje 30 mln euro w R.Power. Nowe magazyny energii w Polsce
Źródło: MIT News
Obserwuj
Może Cię również zainteresować
Bezpieczeństwo klimatyczne Polski – eksperci o konieczności zintegrowanego zarządzania energią, powietrzem i wodą
Podczas konferencji w Senacie RP eksperci oraz przedstawiciele władz i samorządów podkreślili, że skuteczne budowanie odporności Polski wymaga spójnego zarządzania energią, powietrzem i wodą. Przedstawiono propozycje zmian prawnych mających wzmocnić bezpieczeństwo kraju.
300 tys. zł dla szkół, bibliotek i uczelni. Rusza kolejna edycja programu „Czysta Moc Energii”
Respect Energy uruchamia drugą edycję programu grantowego „Czysta Moc Energii”, w ramach którego instytucje edukacyjne i lokalne ośrodki z całej Polski mogą zdobyć środki na działania związane z edukacją energetyczną i klimatyczną. Do rozdysponowania jest łącznie 300 tys. zł, a pojedyncze granty wynoszą 30 tys. zł.
Program ponownie pokazuje, że transformacja energetyczna to nie tylko wielkie inwestycje i decyzje na szczeblu centralnym, ale również oddolne inicjatywy realizowane blisko ludzi – w szkołach, bibliotekach czy domach kultury.
PGE prezentuje wyniki finansowe i operacyjne za 2025 rok: wzrost EBITDA i spadek zadłużenia
Grupa PGE opublikowała szczegółowe wyniki za 2025 rok, notując wzrost powtarzalnego zysku EBITDA i obniżenie zadłużenia netto. Największy udział w wynikach miała dystrybucja oraz segmenty ciepłowniczy i odnawialny.
Nowa Chemia ORLEN: szybciej, sprawniej i taniej – aktualizacja inwestycji w Płocku
ORLEN zaktualizował projekt Nowa Chemia, znacząco redukując koszty i ustalając realny harmonogram. Inwestycja w Płocku ma przynieść szybsze efekty, większy udział polskich firm i poprawę efektywności energetycznej.
GAZ-SYSTEM z pozytywną opinią KE w sprawie certyfikacji jako operator wodorowy
Komisja Europejska wydała pozytywną opinię dotyczącą certyfikacji niezależności GAZ-SYSTEM jako operatora systemu przesyłowego wodorowego. To pierwszy taki przypadek w Unii Europejskiej i ważny krok dla polskiego rynku wodoru.
PGE Energia Odnawialna wybrała wykonawcę Magazynu Energii Gryfino
PGE Energia Odnawialna zakończyła wybór wykonawcy dla największego w Polsce bateryjnego magazynu energii – inwestycji w Gryfinie. Projekt zrealizuje konsorcjum polskich firm, a dostawcą technologii będzie Fluence Energy.
Komentarze