Аккумуляторы из цемента – эксперимент. Удачный?

Первый в мире прототип аккумулятора на основе цемента вполне может оказаться революционным — он предлагает альтернативное решение для выхода из энергетического кризиса за счёт накопления большого количества энергии. Представьте себе огромное 20-этажное бетонное здание, способное аккумулировать энергию, словно гигантская батарея. Такое решение предлагает высокую ёмкость накопителя, даже если количество энергии на единицу объёма невелико. 

Предполагается, что строительные материалы будущего будут выполнять не только базовые задачи, но и возьмут на себя другие функции, такие как автономное питание и мониторинг состояния конструкций. Более того, они смогут выступать в качестве возобновляемых источников энергии. 

Многие исследователи занимаются разработкой бетона с электропроводящими компонентами. Это самый популярный строительный материал в мире, и, добавив в него новые функции, можно достичь стабильной и хорошей электропроводности, а сам бетон получится использовать в качестве суперконденсаторов и аккумуляторов 

Учёные из Технологического университета Чалмерса (Швеция) создали первый в мире рабочий прототип аккумулятора на основе цемента. Аналоги отличались низкой производительностью, и в этот раз учёным пришлось подойти к вопросу нестандартно, чтобы отыскать иной вариант изготовления электрода. 

В батарее используется смесь на основе цемента, но в неё добавлены короткие углеродные волокна, чтобы улучшить проводимость. Также прямо в эту смесь вмонтирована углеродная сетка, покрытая металлом — методом исключения учёные решили использовать железо и никель для анода и катода соответственно. Эти же порошковые металлы могли заставить небольшую светодиодную лампу светить в течение нескольких часов, но удельная плотность аккумулятора была совсем мала. А цинк не подошёл в качестве анода. 

В результате получилась перезаряжаемая батарея с довольно высокой для этого типа аккумуляторов плотностью энергии 7 Втч/кв.м (или 0,8 Втч/л). 

Плотность энергии заметно ниже, чем у коммерческих аналогов, но это не критично, так как создавать такие батареи можно в больших масштабах, учитывая огромный объем зданий.

Но самое важное тут — тот факт, что аккумулятор является перезаряжаемым. Это даёт новой батарее огромные перспективы использования. Причём накопление энергии — самый очевидный способ применения, но также можно использовать их для снабжения энергией светодиодов, стабильного покрытия сети 4G в отдалённых регионах, а также для катодной защиты бетонных конструкций. 

Аккумулятор также можно соединить с солнечными батареями и превратить его в источник энергии для датчиков следящих систем на автотрассах и мостах, где те контролируют появление трещин и коррозии. 

Есть важные задачи, которыми разработчикам предстоит заняться до постановки технологии на коммерческие рельсы. Придётся поработать над увеличением срока эксплуатации аккумуляторов и разработать способы их утилизации. Поскольку срок службы бетона составляет 50 или даже 100 лет, нужно, чтобы у аккумуляторов был аналогичный срок службы либо их можно было просто заменить и утилизировать.