Города будущего могут получить энергию из собственных фундаментов

Ученые превратили бетон в аккумулятор. Теперь здания и дороги смогут хранить энергию, открывая новую эру в энергетике и строительстве. Будущее уже здесь!

Ученые из Массачусетского технологического института совершили прорыв, превратив самый распространенный строительный материал в мире — бетон — в функциональные аккумуляторы.

Это открытие способно коренным образом изменить подход к хранению энергии и саму концепцию строительных материалов.

Многофункциональный бетон: новая эра

Бетон, чья история насчитывает тысячелетия, вступает в новую фазу своего развития. Если римляне довели до совершенства его долговечность, то современные ученые наделяют его совершенно новыми свойствами. За последние годы мы видели самовосстанавливающийся бетон, поглощающий углерод, и даже повышающий урожайность. Теперь исследователи из MIT представили радикально новую разработку — аккумуляторный бетон.

Как работает электронпроводящий бетон

Технология, получившая название EC³ (электронпроводящий углеродный бетон), использует ingenious комбинацию цемента, воды и ультратонкой углеродной сажи с наноразмерными частицами. При добавлении специальных органических электролитов непосредственно в воду для замешивания образуется проводящая сеть на уровне наночастиц, способная накапливать электрический заряд.

Расчеты показывают, что блок такого бетона размером с обычный холодильник может хранить до 2 киловатт-часов энергии. Это скромный, но значимый шаг к созданию масштабируемых систем хранения энергии.

От лаборатории к реальному миру

Чтобы продемонстрировать практичность технологии, исследователи создали миниатюрную арку из умного бетона.

Конструкция не только выдерживала собственный вес, но и работала от 9 вольт, питая светодиодный светильник. Что особенно важно — свет начинал мерцать, когда арка подвергалась нагрузке.

«Это может стать ценным диагностическим инструментом, — объясняет ведущий исследователь Адмир Масич. — Мы сможем отслеживать, когда и в какой степени конструкция подвергается нагрузке, или мониторить её состояние в реальном времени».

Решение энергетической головоломки

Главная перспектива этой технологии лежит в области хранения возобновляемой энергии. Солнечные и ветряные электростанции производят электричество неравномерно, и проблема его сохранения для использования в безветренную погоду или ночью остается одной из самых сложных в зеленой энергетике.

Бетонная инфраструктура городов — фундаменты зданий, опоры мостов, дорожные покрытия — может стать гигантской распределенной системой хранения энергии. Вместо создания отдельных дорогостоящих хранилищ мы получим инфраструктуру, которая одновременно является и конструкционным элементом, и аккумулятором.

Наследие прошлого и взгляд в будущее

«Древние римляне добились огромных успехов в бетонном строительстве. Если мы сохраним их стремление сочетать материаловедение с архитектурным видением, мы можем оказаться на пороге новой архитектурной революции», — говорит Масич.

Объединяя древний строительный материал с современной нанонаукой, исследователи открывают дверь в будущее, где окружающая нас среда не просто служит утилитарным целям, но и активно участвует в энергоснабжении. Это будущее, где города не просто потребляют энергию, но и хранят ее в самой своей структуре.