Дом, питающий себя энергией: Новая бетонная батарея от Массачусетского технологического института обеспечивает в 10 раз больше энергии

Исследовательская группа Массачусетского технологического института объявила о значительном скачке в производительности своего ^ec3 (электронно-проводящего углеродного бетона) - материала, способного накапливать и высвобождать электрическую энергию. В новой работе, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), команда сообщает о десятикратном увеличении энергоемкости. Этот прорыв может позволить обычным объектам инфраструктуры, таким как здания и мосты, функционировать как батареи.

Улучшение огромно. Если раньше для питания среднего дома в течение дня требовался блок ^ec3 объемом 45 кубических метров, то теперь для этого достаточно блока объемом 5 кубических метров (объем стены среднего подвала).

Этот прорыв обусловлен более глубоким пониманием внутренней структуры и химии материала. Впервые команда визуализировала внутреннюю структуру материала с помощью метода 3D-изображения высокого разрешения. Новые знания, полученные в результате этого процесса, позволили им оптимизировать систему с помощью органических электролитов с лучшими характеристиками и метода изготовления "литого электролита", который упростил производство. Они также реализовали стратегию укладки нескольких ячеек, создав 12-вольтовый прототип, который преодолел низковольтные ограничения предыдущих разработок.

Больше всего нас радует то, что мы взяли такой древний материал, как бетон, и показали, что он может делать что-то совершенно новое. ...Мы открываем дверь в инфраструктуру, которая не просто поддерживает нашу жизнь, но и питает ее". - Джеймс Уивер, соавтор статьи.

Ученые обнаружили, что морская вода может быть использована в качестве жизнеспособного электролита, что указывает на возможность ее применения в морских сооружениях. Они также продемонстрировали, что ее можно использовать для мониторинга состояния конструкций, используя 9-вольтовую дугу из этого материала для питания светодиода, который мерцал, когда дуга подвергалась физическому напряжению.