El equipo del MIT utiliza cemento y negro de carbón para crear una alternativa a la batería

Mar 19, 2024

por Vish Gain

Hace 6 días

Imagen: MIT

Una mezcla de cemento, negro de humo y agua puede ayudar a crear un dispositivo que puede ser el futuro de las baterías y ayudar a mantener estables las redes.

Científicos estadounidenses han creado un nuevo dispositivo que puede almacenar grandes cantidades de energía renovable de forma económica y escalable.

Hecho de materiales abundantemente disponibles como cemento, agua y negro de carbón (un material similar al polvo de carbón), el llamado dispositivo supercondensador es una alternativa a las baterías que podrían almacenar grandes cantidades de electricidad para una variedad de aplicaciones.

Esto incluye incorporar el dispositivo a los cimientos de concreto de una casa donde podría almacenar la energía de un día completo sin ningún costo adicional para los cimientos ni debilidad de la integridad estructural de la casa.

Los investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), que desarrollaron el dispositivo, también dijeron que el supercondensador podría usarse en forma de una carretera de concreto que algún día podría proporcionar recarga sin contacto para los autos eléctricos mientras viajan por ella.

El cemento, el negro de carbón y el agua son algunos de los materiales más omnipresentes en nuestro mundo actual. La clave para los supercondensadores desarrollados por este equipo es un método para producir un material a base de cemento con una superficie interna extremadamente alta que hace que la conductividad sea propicia.

Este material (cemento mezclado con negro de carbón altamente conductor) se mezcla con agua y se deja curar. Los científicos dijeron que el agua forma naturalmente una red ramificada de aberturas dentro de la estructura a medida que reacciona con el cemento, y el carbono migra a estos espacios para formar estructuras similares a cables dentro del cemento endurecido.

Esto permite estructuras similares a fractales con ramas que brotan para permitir una superficie extremadamente grande dentro de los límites de un volumen relativamente pequeño. Luego, el material se empapa en un material electrolítico, como cloruro de potasio, que proporciona las partículas cargadas.

"El material es fascinante porque tenemos el material artificial más utilizado en el mundo, el cemento, que se combina con negro de humo, que es un material histórico muy conocido; los Rollos del Mar Muerto se escribieron con él", dijo el profesor del MIT Admir. Masic, quien coescribió el artículo.

"Tienes estos materiales de al menos dos milenios de antigüedad que, cuando los combinas de una manera específica, dan como resultado un nanocompuesto conductor, y ahí es cuando las cosas se ponen realmente interesantes".

Sin embargo, existe un equilibrio entre la capacidad de almacenamiento del material y su resistencia estructural. Si bien agregar más negro de carbón aumenta la capacidad del supercondensador, también reduce la resistencia del concreto. El equipo encontró un "punto óptimo" en alrededor del 10 por ciento de negro de humo.

El estudio fue publicado ayer (31 de julio) en la revista PNAS. Además de Masic, el artículo fue coescrito por los profesores del MIT Franz-Josef Ulm y Yang Shao-Horn, así como por otras cuatro personas del MIT y del Instituto Wyss de Ingeniería de Inspiración Biológica.

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Relacionado: investigación, almacenamiento de energía, MIT, investigadores, electricidad, EE.UU., energía

Vish Gain es periodista de Silicon Republic

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