Перед человечеством издавна стоят две проблемы в сфере энергии: ее генерирование и хранение. Уголь и нефть тяжело заменить, потому что они не только выдают много энергии, но и хорошо ее хранят. Портал howtogeek.com рассказал об изобретении, которое может сделать возобновляемые источники более выгодными.
Прежде всего, стоит ответить на вопрос: как бетон вообще может быть батареей? По факту, что угодно может стать батареей, до тех пор, пока есть какой-либо электролит, катод и анод для течения тока. Да и сам термин «батарея» в данном случае не совсем уместен — в реальности это углерод-бетонный суперконденсатор. Разница между ними в том, что последний может разрядить и хранить гораздо больше энергии.
Согласно научной работе, опубликованной сотрудниками Массачусетского технологического института, команда ученых создала нечто под названием ec^3: материал, состоящий из цемента, воды и углеродной сажи. Если добавить к нему электролиты, то можно создать микроскопическую цепочку углеродных наночастиц, способных проводить, хранить и перемещать энергию.
В 2023-м 45 кубических метров ec^3 могли хранить достаточно энергии, чтобы обеспечивать среднестатистический дом электричеством в течение суток. Но теперь, благодаря оптимизации и совершенствованию электролита, для того же объема энергии необходимы всего 5 кубических метров.
Улучшение медиума для хранения энергии на целый порядок всего за два года — впечатляющее достижение, и, судя по всему, новая плотность энергии может подойти для бытового использования. При идеальном сценарии перспективы бетонной батареи невероятны: на данный момент любой, кто хочет иметь дома источник энергии, не зависящий от электросети, вынужден полагаться на дорогие литиевые батареи.
Но что если сами стены дома, или любая другая часть сооружения, могут быть использованы для хранения энергии? Например, в США бетон мало используют для надземных частей жилых домов, однако подвалы, заезды и даже тротуары могут стать потенциальным хранилищем. Городские здания используют невероятные объемы бетона — и, соответственно, могут хранить огромные объемы электричества, не занимая дополнительное место.
Распределение электроэнергии на уровне зданий и децентрализация ее хранения сулят большие перемены. Если отталкиваться от предположения, что ec^3 будет дешевле традиционных литиевых или натрий-ионных батарей, распространенность бетона означает, что общество в десятки раз увеличит потребление и генерацию возобновляемой энергии.
Но радоваться пока рано — сегодня технология находится на очень ранней стадии развития. Остается много вопросов о ее прочности, безопасности, масштабируемости и цене. Хотя ec^3 уже использовали для питания маленьких устройств и хранения солнечной энергии, эти опыты — не более чем доказательство концепта. О строительстве домов из этого материала речи пока нет.