Прототип арки, виготовлений з ec³. (Зображення: MIT EC³ Hub)
Дослідники Массачусетського технологічного інституту вдесятеро вдосконалили новий тип «бетонної батареї», проклавши шлях до її використання для перетворення будівель, мостів та тротуарів на гігантські сховища енергії, здатні живити цілі міста.
Матеріал називається електронопровідним вуглецевим бетоном — або ec³ — і виготовляється шляхом поєднання цементу, води, звичайного рідкого електроліту та надзвичайно дрібного вуглецевого порошку, який називається нанорозмірною сажею.
Коли інгредієнти змішуються разом, вони створюють щільну, провідну мережу, здатну переносити електричний заряд. Після затвердіння в бетоні матеріал і все, що з нього побудовано (чи то будівлі, мости чи тротуари), здатне накопичувати та вивільняти енергію за потреби.
Вам може сподобатися
-
Нова технологія акумуляторів для електромобілів може забезпечити 500-мильні поїздки на 500 миль за 12 хвилин зарядки
-
Лазерно-струминний «чорний метал» може зробити сонячні технології в 15 разів ефективнішими
-
Нове китайське «сонячне віконне покриття» може збирати енергію та живити побутові прилади
Це концепція, відома як надємне накопичення енергії, і дослідники сподіваються, що вона може запропонувати життєздатне рішення однієї з найбільших проблем відновлюваної енергетики: а саме, як зберігати енергію локально, коли сонце не світить або вітер не дме.
У новому дослідженні, опублікованому 29 вересня в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), дослідники заявили, що з 2023 року їм вдалося досягти десятикратного збільшення ємності накопичення енергії ec³. П'ять кубічних метрів (176,5 кубічних футів) матеріалу тепер можуть зберігати понад 10 кіловат-годин електроенергії — приблизно достатньо, щоб забезпечити електроенергією типове домогосподарство протягом дня.
За словами команди, лише два роки тому для досягнення такого рівня зберігання знадобився б у дев'ять разів більший обсяг.
«Завдяки цій вищій щільності енергії та продемонстрованій цінності в ширшій сфері застосування, ми тепер маємо потужний та гнучкий інструмент, який може допомогти нам вирішити широкий спектр постійних енергетичних проблем», – заявив провідний автор дослідження Даміан Стефанюк, науковий співробітник Массачусетського технологічного інституту.
«Однією з наших найбільших мотивацій було допомогти у переході на відновлювані джерела енергії. Сонячна енергія, наприклад, пройшла довгий шлях з точки зору ефективності. Однак вона може генерувати електроенергію лише за наявності достатньої кількості сонячного світла. Тож виникає питання: як задовольнити свої потреби в енергії вночі або в хмарні дні?»
Будівництво акумуляторів
Хоча ec³ не відповідає щільності енергії традиційних технологій акумуляторів, таких як літій-іонні (які містять у сотні разів більше енергії при тій самій вазі чи об'ємі), той факт, що його можна безпосередньо вливати в компоненти будівлі та він може служити стільки ж, скільки й сама конструкція, не покладаючись на дефіцитні або токсичні матеріали, робить його особливо привабливим для вчених.
Вам може сподобатися
-
Нова технологія акумуляторів для електромобілів може забезпечити 500-мильні поїздки на 500 миль за 12 хвилин зарядки
-
Лазерно-струминний «чорний метал» може зробити сонячні технології в 15 разів ефективнішими
-
Нове китайське «сонячне віконне покриття» може збирати енергію та живити побутові прилади
Нове підвищення продуктивності стало можливим завдяки кращому розумінню взаємодії між вуглецевою мережею всередині бетону та електролітом, а також завдяки змінам у способі виготовлення матеріалу.
Замість того, щоб замочувати плити матеріалу в електроліті після його затвердіння, дослідники додали електроліт безпосередньо до води, яка використовувалася в початковій суміші. Це дозволило виготовляти товстіші, енергощільніші плити без шкоди для провідності.
Команда також протестувала різні типи електролітів, включаючи морську воду, і знайшла кілька життєздатних варіантів. Найкращі результати були отримані від суміші четвертинних амонієвих солей, які використовуються в побутових дезінфікуючих засобах, та ацетонітрилу, провідного розчинника, поширеного в промислових процесах.
Забезпечення блоку ПОВ'ЯЗАНІ ІСТОРІЇ
—Сонячна енергія виробляла достатньо тепла для живлення сталевої печі
— Розпечена «піщана батарея» тепер опалює невелике фінське містечко
— Майже необмежений запас ходу електромобілів тепер можливий завдяки дивовижній новій технології — сонячній фарбі
Найбільше вразило вчених усвідомлення того, що для отримання ec³ потрібні лише невеликі зміни у способі виробництва бетону. Це потенційно відкриває величезні можливості в екологічно чистому будівництві, де цей матеріал можна було б використовувати для розробки того, що дослідники назвали «багатофункціональним бетоном», який може накопичувати енергію, поглинати вуглекислий газ з атмосфери та навіть самовідновлюватися.
Цей матеріал вже випробували в Японії для обігріву тротуарів у сніжних умовах, пропонуючи потенційну альтернативу дорожній солі. Зараз команда працює над його реальним застосуванням, від будинків, що працюють автономно, до паркувальних місць та доріг, які одного дня зможуть заряджати електромобілі.
«Найбільше нас захоплює те, що ми взяли такий давній матеріал, як бетон, і показали, що він може робити щось зовсім нове», – сказав у своїй заяві співавтор дослідження Джеймс Вівер, доцент кафедри матеріалознавства та інженерії Корнельського університету.
«Поєднуючи сучасну нанонауку з давнім будівельним блоком цивілізації, ми відкриваємо двері до інфраструктури, яка не просто підтримує наше життя, а й забезпечує його енергією».
Оуен Хьюз
Оуен Г'юз — позаштатний письменник і редактор, що спеціалізується на даних і цифрових технологіях. Раніше він був старшим редактором у ZDNET, і Оуен пише про технології вже понад десять років, протягом яких він висвітлював усе: від штучного інтелекту, кібербезпеки та суперкомп'ютерів до мов програмування та ІТ у державному секторі. Оуена особливо цікавить перетин технологій, життя та роботи — на своїх попередніх посадах у ZDNET та TechRepublic він багато писав про бізнес-лідерство, цифрову трансформацію та динаміку віддаленої роботи, що розвивається.
Ви повинні підтвердити своє публічне ім'я, перш ніж коментувати
Будь ласка, вийдіть із системи, а потім увійдіть знову. Після цього вам буде запропоновано ввести своє ім'я для відображення.
Вийти Читати далі
Нова технологія акумуляторів для електромобілів може забезпечити 500-мильні поїздки на 500 миль за 12 хвилин зарядки
Лазерно-струминний «чорний метал» може зробити сонячні технології в 15 разів ефективнішими
Нове китайське «сонячне віконне покриття» може збирати енергію та живити побутові прилади
Квантові матеріали з «прихованим металевим станом» можуть зробити електроніку в 1000 разів швидшою
Японський енергетичний прорив може стати «кроком до повністю бездротового суспільства»
Вчені звернулися до червоної цибулі для покращення сонячних елементів — і це може зробити сонячну енергетику більш екологічною
Найновіше в електроніці
Прорив в електроніці означає, що наші пристрої одного дня можуть перестати виділяти зайве тепло, кажуть вчені
Лазерно-струминний «чорний метал» може зробити сонячні технології в 15 разів ефективнішими
Квантові матеріали з «прихованим металевим станом» можуть зробити електроніку в 1000 разів швидшою
Нова друкована плата, просочена рідким металом, може витримувати значні пошкодження та самостійно відновлюватися
Вчені винайшли дивні, змінюючі форму «електронні чорнила», які можуть дати початок новому поколінню гнучких гаджетів
Китайський «2D» чіп незабаром може бути використаний для виробництва безкремнієвих мікросхем
Останні новини
Самовідновлювальні «бетонні батареї» тепер у 10 разів кращі — одного дня вони зможуть живити міста, кажуть вчені
6 мільйонів років тому Червоне море пережило «одну з найекстремальніших екологічних подій на Землі»
Новий аналіз показує, що сумнозвісний корабель Шеклтона «Ендьюранс» явно мав кілька структурних недоліків
Пролетіть крізь 1000-мильний лабіринт на Марсі за допомогою цього захопливого нового супутникового відео
Підступний астероїд пролетів повз Антарктиду ближче, ніж супутник, і астрономи помітили його лише через кілька годин.
Вчені використовували штучний інтелект для картографування незвіданих ділянок мозку миші
ОСТАННІ СТАТТІ
1. «Велика пандемія» може бути навіть гіршою за COVID-19. Ось чого, за словами епідеміолога Майкла Остергольма, ми можемо навчитися з минулих пандемій.
Live Science є частиною Future US Inc, міжнародної медіагрупи та провідного цифрового видавництва. Відвідайте наш корпоративний сайт.
- Про нас
- Зв'яжіться з експертами Future
- Умови та положення
- Політика конфіденційності
- Політика щодо файлів cookie
- Заява про доступність
- Рекламуйтеся у нас
- Веб-сповіщення
- Кар'єра
- Редакційні стандарти
- Як запропонувати нам історію
© Future US, Inc. Повний 7-й поверх, 130 West 42nd Street, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, 10036.
var dfp_config = { “site_platform”: “vanilla”, “keywords”: “type-news-trending,serversidehawk,videoarticle,van-enable-adviser-
Sourse: www.livescience.com
