• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
01.08.2023
Сергей Васильев
3
7 312

Физики сделали электрическую батарею из бетона

5.8

Добавление угля превратило цемент в проводник, из которого можно сделать накопитель энергии. Если новую технологию удастся масштабировать, то в будущем дома и дороги смогут хранить электричество в собственном фундаменте, питая бытовые приборы и электромобили.

©Franz-Josef Ulm / Автор: Никита Тарасов

Основа бетона — цемент — сам по себе крайне плохо проводит электричество. Однако ученые из Массачусетского технологического института (MIT) нашли способ сделать его проводником, смешав с техническим углеродом. Полученный материал можно использовать для создания ионисторов — эффективных накопителей заряда. Это удалось продемонстрировать, запитав от такой «бетонной батареи» обычную лампочку. Статья Франка-Йозефа Ульма (Franz-Josef Ulm) и его коллег опубликована в журнале PNAS.

Ионисторы (суперконденсаторы) — простые и эффективные устройства, занимающие среднее положение между конденсаторами и химическими аккумуляторами. Как у конденсаторов, у ионисторов имеются проводящие электроды — «обкладки». Как у аккумуляторов, пространство между ними заполняет проводящий электролит, разделенный проницаемой для ионов мембраной. Подача напряжения на электроды позволяет накапливать заряды, разделяя их по разные стороны мембраны. При этом использование негорючих электролитов делает такую систему весьма безопасной.

Инженеры и физики постоянно пытаются интегрировать ионисторы в различные структурные материалы, включая бетон. Новое решение этой задачи нашла команда из MIT. Авторы исследования смешали цемент с тремя-четырьмя процентами технического углерода (мелкая графитовая пыль) и добавили воду. Сам цемент хорошо взаимодействует с водой, а вот углерод гидрофобен, поэтому он формирует сгустки и нити. Таким образом внутри затвердевшей структуры образовалась проводящая сеть.

Из пары блоков такого материала можно сделать электроды: ученые поместили между ними мембраны, добавили электролит (хлорид калия), получив небольшой, размером примерно с пуговицу, ионистор. Далее Ульм и его коллеги продемонстрировали, что устройство работает, успешно запитав от него светодиод. Ученые подсчитали, что емкости такой «бетонной батарейки» достаточно, чтобы в фундаменте типичного частного дома (для США — средним объемом 45 кубометров) можно было накопить до 10 киловатт-час, чего хватит для обитателей этого дома на целый день.

Особенно важно то, что для получения «бетонной батарейки» используют дешевые, широко распространенные материалы, известные с глубокой древности. Эти процессы легко сочетать с уже существующим производством бетонных изделий. Если новый подход удастся масштабировать, то в накопители энергии можно превратить почти любые строительные сооружения, включая заряжающие дороги для электромобилей и накапливающие энергию фундаменты для ветряков. Недаром Ульм с соавторами уже запатентовал свою технологию.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 11:29
Татьяна

Все клеточные организмы ученые ведут от гипотетического предка — LUCA. Существует масса предположений и расчетов о том, как он был устроен, где и когда возник. В новой работе исследователи из Великобритании попытались ответить на эти вопросы.

Вчера, 16:00
Полина Меньшова

Хотя на предпочтения в литературе влияют образование, круг общения и множество других факторов, частично они могут передаваться по наследству. Ученые из Дании провели исследование и выяснили, какая доля различий в литературных вкусах может зависеть от генетических особенностей.

4 часа назад
Юлия Трепалина

Синдром самозванца, при котором люди испытывают чувство незаслуженности своих успехов, не раз становился предметом исследований. В свежем метаанализе американские психологи рассмотрели свыше сотни научных работ по этой теме и обнаружили четкую тенденцию: женщины набирали больше баллов в тестах на выявление этого состояния.

12 июля
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

Позавчера, 11:29
Татьяна

Все клеточные организмы ученые ведут от гипотетического предка — LUCA. Существует масса предположений и расчетов о том, как он был устроен, где и когда возник. В новой работе исследователи из Великобритании попытались ответить на эти вопросы.

12 июля
Татьяна

Американские астронавты давно жалуются на систему ассенизации в скафандрах, которая представляет собой просто большой подгузник. Хватает его максимум на восемь часов, есть риск развития опрелостей и инфекций. К тому же в костюме мало запасов питьевой воды. Чтобы решить эти проблемы, ученые предложили более эффективный способ утилизации продуктов метаболизма.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

[miniorange_social_login]

Комментарии

3 Комментария
Zhe Sh
01.08.2023
-
1
+
Скорее всего, и батарейка будет хреновая, и бетон так себе.
Kiridan
01.08.2023
-
0
+
А что там с утечками? Как долго он хранит заряд?
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно