Skladování čisté energie je stejně důležité jako její sklizeň. Bohužel naprostá většina dobíjecích baterií v současnosti spoléhá na kovy vzácných zemin, jako je lithium, jehož těžba je plná ekologických a etických problémů. Podle výzkumníků však lze nadějnou alternativu nalézt jednoduše spojením dvou nejstarších a nejběžnějších materiálů civilizace: cementu a směsi podobné dřevěnému uhlí známé jako saze.
Jak je podrobně uvedeno v nové studii zveřejněné 31. července v Proceedings of the National Academy of Sciences, inženýři spolupracující z MIT a Wyss Institute nedávno zjistili, že správným smícháním těchto dvou složek ve vodě naplněné elektrolytem vznikne výkonný, levný superkondenzátor schopný uchovat elektřinu pro pozdější použití. Po dalším dolaďování a experimentování tým věří, že jejich obohacený cementový materiál by jednoho dne mohl tvořit části základů budov nebo dokonce vytvořit bezdrátové nabíjení.
[Related: This rechargeable battery is meant to be eaten.]
Podobně jako baterie, superkondenzátory ukládají a usměrňují velké zásoby elektrické energie. K tomu konstruktéři namočí dvě vodivé desky do roztoku elektrolytu, než mezi ně vloží membránu. Jakmile je nabitá, bariéra brání iontům v cestování mezi kladnými a zápornými deskami, čímž uchovává potenciální energii pro pozdější použití.
V případě nového materiálu výzkumníků na bázi cementu je však jeho relativně vysoký vnitřní povrch klíčem k jeho superkondenzátorovému potenciálu. Po zkombinování vysoce vodivých sazí, cementového prášku a vody vědci čekají, až jejich výsledná směs vytvrdne. Během této doby voda přirozeně vytváří drobné otvory, které jsou následně vyplněny uhlíkem, aby se zdánlivě vytvořila vnitřní, fraktálově podobná síť vedení. Umístěte dvě desky tohoto materiálu na sebe a oddělte je izolační vrstvou a máte k dispozici nový superkondenzátor.
Podle výzkumníků, jako je spoluautor papíru Admir Masic, je nový materiál stejně slibný jako dojemný – použití cementu se datuje již od roku 6 500 př. n. l., zatímco saze byly autory inkoustu, který použili při psaní svitků od Mrtvého moře.
„Máte tyto nejméně dvě tisíciletí staré materiály, které, když je zkombinujete specifickým způsobem, získáte vodivý nanokompozit, a to je ten okamžik, kdy jsou věci opravdu zajímavé,“ uvedl Masic v prohlášení.
Tým si představuje projekty, jako jsou úseky vozovek napuštěných betonovým superkondenzátorovým materiálem připojeným k blízkým polím solárních panelů. Podobně jako u experimentálních projektů, které již probíhají v Evropě, by pak samotné ulice mohly být připojeny k vozidlům s bezdrátovým nabíjením při jízdě po povrchu. Než se však dostanou k takovému potenciálně revolučnímu projektu občanského inženýrství, musí výzkumníci začít v malém.
[Related: Get ready for the world’s first permanent EV-charging road.]
Aby Masic a jejich kolegové nejprve otestovali svůj nový materiál, vytvořili nejprve trio malých prototypů 1V superkondenzátorů, každý o průměru zhruba 1 cm a tloušťce 1 mm. Když jsou zapojeny dohromady, tři vodiče snadno napájejí 3V LED. Do budoucna tým doufá, že rozšíří své prototypy na 12voltový příklad srovnatelný s baterií EV, poté na superkondenzátor o objemu 45 kubických metrů schopný hypoteticky napájet celý dům.
The post Dva starověké materiály mohou pomoci vyřešit moderní energetické dilema appeared first on Popular Science.
Články mohou obsahovat přidružené odkazy, které nám umožňují podílet se na výnosech z uskutečněných nákupů.
Čerpáme z těchto zdrojů: google.com, science.org, newatlas.com, wired.com, pixabay.com
