Революционные накопители возобновляемой энергии на основе цемента и сажи

Исследователи из США утверждают, что разработали масштабируемое и устойчивое решение для хранения объемной энергии. Для этого используются цемент и технический углерод – два материала, которые применяются человечеством уже очень давно.

Альтернатива для хранения энергии

Сектор возобновляемых источников энергии постоянно расширяется, и в ближайшее время в нем может произойти революция. Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) в США опубликовали обнадеживающее исследование. Их работа, опубликованная 31 июля 2023 г. в журнале PNAS, посвящена новому решению в области хранения энергии. Эта технология объединяет два давно известных человеку материала: цемент и технический углерод.

По мнению ученых, это новое решение для хранения энергии станет главным союзником различных возобновляемых источников энергии. Установка может оказать непосредственную поддержку местам производства ветровой, солнечной и приливной энергии. Стоит, кстати, напомнить, что хранение этих видов энергии крайне важно, поскольку их поставки могут иногда колебаться.

Стоит также отметить, что современные технологии производства аккумуляторов сильно зависят от редкоземельных элементов. Поэтому поиск более дешевых, простых и экологичных альтернатив очень важен.

Очень мощный суперконденсатор

Адмир Масич, соавтор исследования, отметил, что цемент является самым распространенным искусственным материалом в мире. Кроме того, ученый пояснил, что сочетание этих двух материалов позволяет получить проводящий нанокомпозит. Таким образом, этот суперконденсатор (или ультраконденсатор) способен накапливать и отдавать энергию гораздо быстрее, чем традиционные батареи.

Более того, в отличие от традиционных аккумуляторов, работа которых основана на химических реакциях, суперконденсаторы конденсируют энергию в электрическом поле между двумя электродами, разделенными небольшим зазором. Это означает, что батареи могут заряжаться и разряжаться очень быстро, что позволяет им более эффективно реагировать на любые пики потребности в энергии.

Следует также отметить, что площадь поверхности проводящей пластины определяет энергоемкость конденсатора. Сочетание сажи и цемента создает очень плотную поверхностную сеть. Назначение этой особой поверхности заключается в обеспечении заряженных частиц, которые накапливаются на углеродных структурах. По мнению авторов исследования, два электрода из цемента и сажи образуют очень мощный суперконденсатор после разделения их изолирующим слоем.