Superkondenzátor – nová budoucnost betonu?

Cílem výzkumu materiálů není jen nalézat nové materiály, ale rovněž nacházet nová využití pro materiály již existující. Skupina inženýrů Massachusettské techniky se podívala na jeden z nejstarších stavebních materiálů – na beton. Jejich myšlenka je překvapivá – spojit jeho funkci stavebního materiálu s akumulací elektrické energie. Inspiroval je k tomu předchozí výzkum, kdy zjišťovali, zda lze k vytápění elektřinou použít jako odporový prvek přímo kompozitní materiál na bázi betonu. Věděli již, že jednotlivé částice kompozitního materiálu se při určité koncentraci samovolně pospojují a vytvoří vodič. [1] Uvědomili si, že přidají-li k cementu a vodě nevelké množství hydrofobních sazí, voda při reakci s cementem za sebou nechává bohatou strukturu kanálků, do nichž migrují saze. Porozita materiálu je vysoká. Saze se samy pospojují a vytvoří vodič. Takže „postačilo“ už jen dodat elektrolyt (použili obyčejný chlorid draselný) a superkondenzátor (superkapacitor) byl na světě. [2]

Každý ze tří superkondenzátorů o průměru 1 cm a tloušťce 1 mm byl nabit na napětí 1V a poté rozsvítil LED diodu.

Odpusťte tuto dosti hrubou zkratku. Že věc funguje, alespoň v principu, prokázal v laboratorním miniměřítku vyrobený superkondenzátor o velikosti středního knoflíku. V plánu je vyrobit větší verze, snad až do velikosti 45 m³, protože superkondenzátor tak velikého objemu by měl akumulovat 10 kWh energie, tedy denní potřebu rodinného domu.

[1] Soliman N. A. et al.: Phys. Rev. Materials, 2023, DOI: 10.1103/PhysRevMaterials.4.125401

[2] Chanut N. et al.: PNAS, 2023, DOI: 10.1073/pnas.2304318120