Перетворює будинок на електростанцію: дослідники створили суперконденсатор з цементу

Дослідники створили суперконденсатор із цементу, який може накопичувати енергію та стати частиною будівельних матеріалів. На відміну від традиційних батарей, суперконденсатори здатні швидко поглинати та вивільняти енергію, витримуючи мільйони циклів зарядки-розрядки. Ця властивість робить їх перспективними для застосувань, де потрібне часте поповнення енергії.

Технологія передбачає змішування вуглецевих нанотрубок, технічного вуглецю та цементу для створення спеціального «чорнила». Це чорнило наноситься за допомогою 3D-принтера на бетонну плиту у вигляді візерунка, що нагадує схрещені пальці. Під час гідратації цементу його пори заповнюються водою та іонами, які забезпечують переміщення заряду між електродами. Така конструкція забезпечує підвищену ефективність завдяки скороченню відстані для руху заряджених іонів.

Проведені дослідження показали, що такі цементні суперконденсатори мають міцність на стиснення, аналогічну звичайному бетону. Це означає, що вони можуть бути надійно інтегровані в несучі конструкції без шкоди для їхніх механічних властивостей. У тестових умовах три таких пристрої успішно живили невелику групу світлодіодів, демонструючи їхню практичну функціональність.

Потенційне застосування таких інтегрованих суперконденсаторів включає живлення автономних датчиків, аварійного освітлення, а також акумулювання енергії, отриманої від сонячних панелей, розташованих на будівлях. Це дозволить зберігати енергію без використання громіздких зовнішніх накопичувачів, роблячи будівлі більш автономними та енергоефективними. Наразі тривають роботи над підвищенням ефективності системи за низьких температур, оскільки при -18°C її продуктивність знижується.

Що це означає: Розробка цементних суперконденсаторів представляє значний крок до створення «розумних» будівель, які не лише забезпечують функціональність, але й активно беруть участь в управлінні енергією. Ця інновація може суттєво змінити підходи до будівництва, знизивши залежність від централізованих енергосистем та відкривши нові можливості для інтеграції відновлюваних джерел енергії у повсякденну інфраструктуру.