Obří superkondenzátory z cementu a sazí by mohly vyřešit základní problém s obnovitelnými zdroji energie
Obnovitelná energie – zejména ta sluneční a větrná – se často potýká se skepticismem ohledně její úschovy. Standardní akumulátory nejsou udržitelným řešením, neboť světové zásoby lithia jsou velmi omezené a jeho těžba je navíc devastující pro životní prostředí. Zlom by nyní mohl přinést probíhající výzkum inženýrů z MIT. Ti se namísto akumulátorů zaměřili na tzv. superkondenzátory z těch nejobyčejnějších a nejlevnějších materiálů – cementu a sazí. O svém počinu informovali v recenzovaném časopise PNAS, který vydává americká Národní akademie věd Spojených států amerických (NAS).
Kondenzátor je v principu jednoduché zařízení, které sestává ze dvou vodivých desek ponořených do elektrolytu a oddělených nevodivou membránou. Při napojení kondenzátoru na napětí se u desek akumulují pozitivně a negativně nabité ionty, čímž vzniká elektrické pole. Takto nabitý kondenzátor pak v sobě dokáže udržet oba náboje po dlouhou dobu. V případě velmi vysokých hodnot nábojů se mluví o superkondenzátorech.
Takový superkondenzátor výzkumníci z MIT vytvořili přimícháním uhlíku do betonové směsi. Použity byly saze, jež mají přirozeně vysokou vodivost. Ulíková příměs tvoří zhruba 3 % celkového objemu. Při procesu zasychání pak hydrofobní uhlík utváří v materiálu zajímavé struktury podobné propojeným drátům. Tyto struktury jsou navíc fraktálové – na hlavních větvích se tvoří menší větve na kterých se pak tvoří ještě menší větvičky. Celkový materiál se pak namočí nějakým standardním elektrolytem, jako je chlorid draselný (draselná sůl). Pokud se nyní dvě masy tohoto matriálu oddělí tenkým izolantem, například vzduchem, vznikne výkonný a velmi levný superkondenzátor.
Betonový superkondenzátor velkých rozměrů by například mohl sloužit jako základy domu. Podle propočtů by sazemi dopovaný beton o velikosti 45 metrů krychlových mohl poskytnout kapacitu k uložení 10 kW/h energie. To je množství, které průměrně spotřebuje domácnost za den. Jestli je ale něco takového proveditelného i v praxi, to se teprve ukáže. Výzkumníci doposud své betonové kondenzátory demonstrovali jen v malém měřítku, kdy s nimi úspěšně rozsvítili třívoltovou LED. Podle nich je však tato technologie velmi dobře škálovatelná a postupně tak chtějí navyšovat velikost až k oněm obřím 45 metrům krychlovým.
Zdroje: led-professional.com, www.pnas.org
(1 hlasováno, průměr: 5.00)
Loading...