Beton, najzastupljeniji građevinski materijal na svetu, dobija novu dimenziju zahvaljujući istraživačkom timu sa prestižnog američkog Instituta za tehnologiju u Masačusetsu (MIT). Nakon višegodišnjeg rada na materijalu sposobnom da skladišti energiju, naučnici su u 2023. godini razvili posebnu kombinaciju cementa, vode i ugljenog praha, poznatu kao ec3, koja funkcioniše kao superkondenzator. Sada su uspeli da deseterostruko povećaju njegov kapacitet skladištenja energije.
Eksperimentalni model uspešno je napajao LED lampicu napona 9 volti (Foto:MIT ec³ hub)
Ova najnovija verzija ec3 materijala može da uskladišti dovoljno električne energije za pokrivanje dnevnih potreba prosečnog domaćinstva, a ima zapreminu od svega 5m3, što je otprilike veličina prosečnog podruma. Poređenja radi, prethodna verzija ovog materijala zahtevala je čak 45m3 da bi ostvarila isti učinak.
Drugim rečima, jedan kubni metar ec3 - zapremina slična frižideru - sada može da sačuva više od 2kWh električne energije, što je dovoljno da frižider neprekidno radi ceo dan.
Oglas
Originalna tehnologija podrazumevala je mešavinu cementa, vode i visokoprovodljivog ugljenog praha, koja se potom očvršćava i natapa u elektrolitu poput kalijum-hlorida koji omogućava prenos naelektrisanja unutar strukture.
Dva betonska elementa, odvojena izolacionim slojem, ponašaju se kao elektrode u superkondenzatoru koji može da skladišti i oslobađa energiju.
Prototip superkondenzatora (Foto:MIT ec³ hub)
U najnovijoj fazi istraživanja, tim sa MIT-a je primenio naprednu tehniku 3D snimanja, poznatu kao FIB-SEM tomografija, kako bi detaljno sagledao unutrašnju strukturu ugljene nanomreže. Nakon toga, isprobani su različiti elektroliti, kao i deblje elektrode koje više ne zahtevaju dodatne faze obrade posle očvršćavanja.
Kao najefikasnije rešenje odabrani su organski elektroliti bazirani na kombinaciji kvarternih amonijum soli i acetonitrila - tečnosti poznate po visokoj provodljivosti.
Inspirisani stabilnošću i trajnošću rimske arhitekture, istraživači su napravili minijaturni betonski luk koji ne samo da podnosi opterećenje, već i skladišti energiju.
Ovaj eksperimentalni model uspešno je napajao LED lampicu napona 9 volti. Tokom testiranja, kada je na luk postavljeno dodatno opterećenje, svetlo je treperilo, što je istraživače navelo na zaključak da ec3 možda ima sposobnost "samonadzora".
ec3 je ranije korišćen za zagrevanje trotoara u Japanu (Foto:MIT ec³ hub)
Admir Masić, vodeći autor studije objavljene u renomiranom naučnom časopisu PNAS i jedan od direktora ec3 istraživačkog centra pri MIT-u, izjavio je da bi ovakva reakcija materijala na stres mogla da posluži kao indikator opterećenja građevine - na primer usled jakog vetra - i da omogući praćenje njenog "zdravlja" u realnom vremenu.
Iako ec3 za sada ne može da se meri sa komercijalnim baterijama kada je reč o gustini skladištenja energije, stručnjaci iz tima smatraju da je ovo ključni korak ka transformaciji tradicionalnog materijala u multifunkcionalni građevinski element.
U eri obnovljivih izvora energije, kada je proizvodnja električne energije često vremenski ograničena na sunčane ili vetrovite periode, potreba za raznovrsnim i inovativnim metodama skladištenja postaje sve veća.
Razvoj ec3 materijala otvara mogućnost da se temelji, zidovi i drugi strukturni elementi pretvore u "skrivene baterije", čime se značajno proširuju granice održive gradnje i energetske efikasnosti.
