Il team del MIT utilizza cemento e nerofumo per creare batterie alternative

Mar 19, 2024

di Vish Gain

6 giorni fa

Immagine: MIT

Una miscela di cemento, nerofumo e acqua può contribuire a creare un dispositivo che può rappresentare il futuro delle batterie e contribuire a mantenere stabili le reti.

Gli scienziati negli Stati Uniti hanno creato un nuovo dispositivo in grado di immagazzinare grandi quantità di energia rinnovabile in modo economico e scalabile.

Realizzato con materiali ampiamente disponibili come cemento, acqua e nerofumo (un materiale simile alla polvere di carbone), il cosiddetto dispositivo supercondensatore è un’alternativa alle batterie che potrebbero immagazzinare grandi quantità di elettricità per una varietà di applicazioni.

Ciò include l'integrazione del dispositivo nelle fondamenta di cemento di una casa dove potrebbe immagazzinare l'energia di un'intera giornata senza alcun costo aggiuntivo per le fondamenta o debolezza dell'integrità strutturale della casa.

I ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT), che hanno sviluppato il dispositivo, hanno anche affermato che il supercondensatore potrebbe essere utilizzato sotto forma di una strada concreta che un giorno potrebbe essere in grado di fornire ricarica senza contatto per le auto elettriche mentre la percorrono.

Cemento, nerofumo e acqua sono alcuni dei materiali più onnipresenti nel nostro mondo oggi. La chiave dei supercondensatori sviluppati da questo team è un metodo per produrre un materiale a base di cemento con un’area superficiale interna estremamente elevata che rende favorevole la conduttività.

Questo materiale – cemento mescolato con nerofumo altamente conduttivo – viene miscelato con acqua e lasciato polimerizzare. Gli scienziati hanno affermato che l’acqua forma naturalmente una rete ramificata di aperture all’interno della struttura mentre reagisce con il cemento, e il carbonio migra in questi spazi per creare strutture simili a fili all’interno del cemento indurito.

Ciò consente strutture simili a frattali con rami che spuntano per consentire una superficie estremamente ampia entro i confini di un volume relativamente piccolo. Il materiale viene quindi immerso in un materiale elettrolitico, come cloruro di potassio, che fornisce le particelle cariche.

"Il materiale è affascinante perché si tratta del materiale artificiale più utilizzato al mondo, il cemento, combinato con il nerofumo, che è un materiale storico ben noto: con esso furono scritti i Rotoli del Mar Morto", ha affermato il professore del MIT Admir. Masic, che ha collaborato alla stesura del documento.

"Ci sono questi materiali vecchi di almeno due millenni che quando li combini in un modo specifico ottieni un nanocomposito conduttivo, ed è allora che le cose diventano davvero interessanti."

Tuttavia, esiste un compromesso tra la capacità di stoccaggio del materiale e la sua resistenza strutturale. Se da un lato l’aggiunta di più nerofumo aumenta la capacità del supercondensatore, dall’altro riduce anche la resistenza del calcestruzzo. Il team ha trovato un “punto debole” a circa il 10% di nerofumo.

Lo studio è stato pubblicato ieri (31 luglio) sulla rivista PNAS. Oltre a Masic, l’articolo è stato scritto congiuntamente dai professori del MIT Franz-Josef Ulm e Yang Shao-Horn, così come da altri quattro ricercatori del MIT e del Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering.

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Vish Gain è un giornalista di Silicon Republic

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