Este nuevo aditivo puede convertir las losas de hormigón en energía rápida

Un descubrimiento innovador revelado por investigadores del MIT tiene el potencial de cambiar completamente la forma en que se almacena la energía. Descubrieron que el hormigón puede autoensamblarse formando un supercondensador de almacenamiento de energía capaz de alimentar casas o cargar rápidamente coches eléctricos combinando cemento y negro de humo con agua. Al eliminar los electrodos de malla y permitir que el negro de humo construya sus propias estructuras de electrodos conectados durante todo el proceso de curado, esta nueva investigación avanza trabajos anteriores sobre el uso de hormigón para el almacenamiento de energía.

La magia ocurre debido a la reacción entre el agua y el cemento en el hormigón. A medida que el hormigón se endurece, el agua forma una red de canales ramificados y el negro de carbón migra naturalmente a estos canales. Esto crea electrodos de carbono con una superficie increíblemente grande en todo el hormigón. Una vez que el hormigón se baña en un electrolito estándar, como cloruro de potasio, estos electrodos de carbono funcionan como placas de un supercondensador. Los supercondensadores ofrecen alta densidad de potencia y capacidades de carga y descarga rápidas en comparación con las baterías de litio estándar.

Si bien existe un equilibrio entre la densidad de energía y la resistencia del concreto cuando se agrega más negro de humo, el potencial de almacenamiento de energía es impresionante. Un bloque de 45 m3 (1.589 pies cúbicos) de hormigón dopado con nanocarbono negro puede almacenar alrededor de 10 kWh de electricidad. Esta cantidad es suficiente para cubrir aproximadamente un tercio del consumo de energía de un hogar estadounidense promedio o reducir significativamente las facturas de energía de la red cuando se combina con un panel solar en el tejado de un tamaño decente.

Lo que hace que esta tecnología sea aún más prometedora es su escalabilidad. El equipo del MIT ha probado los supercondensadores de hormigón a varias escalas, desde pequeños supercondensadores de 1 voltio hasta bloques del tamaño de baterías de automóviles. El equipo ahora apunta a una versión de 1,589 pies cúbicos y 10 kWh para demostraciones a mayor escala.

Más allá de su posible aplicación en los hogares, este hormigón que almacena energía se puede utilizar en diversos proyectos de infraestructura. Combinarlo con paneles solares al borde de la carretera y bobinas de carga inductiva podría conducir a carreteras de carga de vehículos eléctricos inalámbricas y súper rápidas. Además, los supercondensadores de hormigón pueden complementar las baterías químicas de movimiento más lento en grandes instalaciones de almacenamiento de energía basadas en redes, permitiendo descargas rápidas de energía y contribuciones de mayor duración a niveles de energía más bajos.

Sin embargo, todavía quedan algunas incertidumbres por resolver. Aún se desconoce la capacidad del hormigón para sobrevivir a los elementos externos y si se puede verter in situ para su autoensamblaje. Comprender cómo se deben conectar y manejar estos supercondensadores concretos también es crucial por razones de seguridad.

En general, este sorprendente hallazgo abre una amplia gama de opciones para el almacenamiento de energía utilizando hormigón, una sustancia que se emplea con frecuencia en una variedad de edificios. A medida que avanza la investigación y el desarrollo, es posible que lleguemos a un momento en el que nuestra infraestructura y edificios sirvan como soluciones eficaces y sostenibles de almacenamiento de energía, además de sus funciones actuales como estructuras funcionales. Se podrían lograr avances significativos hacia un futuro más verde y sostenible reduciendo nuestra dependencia de fuentes de electricidad convencionales y reduciendo los efectos ambientales.