Utilizando materiales fácilmente disponibles como el cemento y el negro de carbón, investigadores del MIT han creado un sistema rentable de almacenamiento de energía en forma de supercondensador. El producto resultante puede combinarse con agua para crear un dispositivo de almacenamiento de electricidad en diversos entornos, como los cimientos de hormigón de las casas para almacenar energía a diario o las carreteras que recargan los coches eléctricos sin necesidad de enchufes.
Almacenamiento de energía a partir de cemento, carbón y agua
El gran avance de los investigadores en el desarrollo de supercondensadores se debe a un nuevo material a base de cemento con una enorme superficie interna. Esto se consiguió incorporando de negro de carbón a una mezcla de cemento en polvo y agua. Durante la reacción de estos materiales, se crea una intrincada red de aberturas dentro del cemento, y el carbón migra para formar estructuras en forma de alambre dentro de la estructura endurecida, proporcionando las propiedades conductoras necesarias para un supercondensador.
La construcción del novedoso material con cemento, agua y negro de carbón conduce a la creación de una intrincada red de ramificaciones que se dividen continuamente en otras más pequeñas, lo que da lugar a una superficie extremadamente grande dentro de un volumen compacto. Este material se sumerge en un material electrolítico común, como el cloruro potásico, que alberga partículas cargadas que se acumulan en las estructuras de carbón.
A partir de la mezcla resultante se crean dos electrodos separados por una fina capa o capa aislante, que en conjunto forman un potente supercondensador. Las dos placas del condensador representan los terminales positivo y negativo de una batería recargable, lo que permite almacenar energía en ellas cuando se conectan a una fuente eléctrica o a una carga.
Cómo esta batería low-cost podría abrir muchas nuevas posibilidades
Los investigadores se maravillan ante la naturaleza única de un material creado. Comentan que el cemento es la sustancia más abundante fabricada por el hombre, mientras que el negro de carbón se ha utilizado durante siglos e incluso se empleó para escribir los Rollos del Mar Muerto. La combinación específica de estos materiales da lugar a nanocompuestos conductores.
La mezcla es un caso especial en el que el consumo de agua se produce a través de reacciones de hidratación del cemento, que afectan principalmente a las nanopartículas de carbón porque son hidrófobas. Esto conduce a la formación de hilos conductores conectados a partir del autoensamblaje del negro de carbón. La estructura resultante es realmente única y fascinante.
Investigadores del MIT han desarrollado pequeños supercondensadores comparables en tamaño a las pilas de botón que pueden almacenar energía eléctrica. Tras demostrar con éxito el principio, ahora planean construir versiones más grandes, empezando con un tamaño similar al de una batería de coche hasta llegar a una unidad de 45 metros cúbicos, que tendrá la capacidad de almacenar energía suficiente para un hogar.
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