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
Polska i USA wzmacniają współpracę w sektorze surowców krytycznych
Polska nawiązała strategiczne partnerstwo ze Stanami Zjednoczonymi dotyczące surowców krytycznych. Spotkanie w Warszawie zgromadziło przedstawicieli administracji i biznesu obu krajów, by omówić konkretne projekty i perspektywy rozwoju branży.
Budżet III naboru programu Energia dla wsi wyczerpany – 400 mln zł rozdysponowane
Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej poinformował o wyczerpaniu budżetu 400 mln zł w ramach III naboru programu Energia dla wsi. Dalsze wnioski będą rozpatrywane tylko w przypadku zwiększenia alokacji środków.
1 mld zł na wsparcie zakupu przydomowych magazynów energii – nowy program NFOŚiGW
Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej uruchamia program o budżecie 1 mld zł, umożliwiający prosumentom uzyskanie do 19 tys. zł dofinansowania na magazyny energii i ciepła. Nabór wniosków rusza 20 października 2026 r.
Eaton rozbudowuje zakład w Austrii – nowe moce produkcyjne dla europejskiego rynku energii
Eaton zakończył rozbudowę zakładu produkcyjnego w Schrems w Austrii, zwiększając regionalne moce w zakresie rozwiązań ochrony elektrycznej i zarządzania energią. Nowa inwestycja odpowiada na rosnący popyt związany z elektryfikacją i cyfryzacją w Europie.
Fundusze Norweskie wesprą zieloną transformację Polski: rusza program Zielona Transformacja
Polska otrzyma niemal 190 mln euro na działania związane z adaptacją do zmian klimatu, rozwój OZE, ochronę przyrody i gospodarkę o obiegu zamkniętym. Program Zielona Transformacja, finansowany ze środków Mechanizmu Finansowego EOG, właśnie wystartował.
Infineon otwiera nowy zakład produkcyjny półprzewodników w Tajlandii – wzmocnienie globalnej sieci
Infineon Technologies AG uruchomił nowy zakład backendowy w Bangkoku, wzmacniając pozycję Tajlandii w globalnym łańcuchu dostaw półprzewodników. Inwestycja ma stworzyć do 1000 miejsc pracy i wesprzeć rozwój ekosystemu technologicznego regionu.
Komentarze