Das Gerät könnte eine kostengünstige und skalierbare Energiespeicherung für erneuerbare Energiequellen bieten, indem sie es ermöglicht, dass Energienetze trotz Schwankungen im Angebot an erneuerbaren Energien stabil bleiben.
Laut einer neuen Studie könnten zwei der allgegenwärtigsten Materialien der Menschheit, Zement und Ruß (der sehr feiner Holzkohle ähnelt), die Grundlage für ein neuartiges, kostengünstiges Energiespeichersystem bilden. Das aus Zement, Ruß und Wasser gefertigte Gerät könnte eine kostengünstige und skalierbare Energiespeicherung für erneuerbare Energiequellen bieten, indem sie es ermöglicht, dass Energienetze trotz Schwankungen im Angebot an erneuerbaren Energien stabil bleiben.
Die Forscher vom MIT fanden heraus, dass Zement und Ruß mit Wasser kombiniert werden können, um einen Superkondensator – eine Alternative zu Akkus – herzustellen, der die Speicherung elektrischer Energie ermöglichen könnte. Das Ergebnis wäre also energiespeichernder Beton. Als Beispiel sagen die MIT-Forscher, die das System entwickelt haben, dass ihr Superkondensator schließlich in das Betonfundament eines Hauses eingebaut werden könnte, wo er die Energie eines ganzen Tages speichern könnte, während sich die Kosten des Fundaments kaum (oder gar nicht) erhöhen und dennoch die erforderliche strukturelle Festigkeit bieten. Die Forscher stellen sich auch eine Betonfahrbahn vor, die das kontaktlose Aufladen von Elektroautos ermöglichen könnte, während sie über diese Straße fahren. Die einfache, aber innovative Technologie wurde in der Zeitschrift PNAS beschrieben.
Kondensatoren sind im Prinzip sehr einfache Geräte, die aus zwei elektrisch leitenden Platten bestehen, die in einen Elektrolyten getaucht und durch eine Membran getrennt sind. Wenn am Kondensator eine Spannung angelegt wird, sammeln sich positiv geladene Ionen aus dem Elektrolyten auf der negativ geladenen Platte an, während die positiv geladene Platte negativ geladene Ionen ansammelt. Da die Membran zwischen den Platten die Wanderung geladener Ionen verhindert, erzeugt diese Ladungstrennung ein elektrisches Feld zwischen den Platten und der Kondensator wird aufgeladen. Die beiden Platten können dieses Ladungspaar über einen langen Zeitraum aufrechterhalten und bei Bedarf sehr schnell abgeben. Superkondensatoren sind einfach Kondensatoren, die außergewöhnlich große Ladungen speichern können.
Das Material ist deshalb so faszinierend, weil es das am häufigsten verwendete künstliche Material der Welt ist. Zement, in Kombination mit Ruß, ist ein bekanntes historisches Material – die Schriftrollen vom Toten Meer wurden damit geschrieben. Es gibt also diese mindestens zwei Jahrtausende alten Materialien, aus denen, wenn man sie auf eine bestimmte Weise kombiniert, ein leitfähiges Nanokomposit entsteht, das zur Energiewende beitragen könnte.
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Foto: MIT
