다음 집은 콘크리트 슈퍼커패시터 기초로 전력을 공급받을 수 있다고 연구원들이 말합니다.

Feb 04, 2024

매사추세츠 공과대학(MIT)과 하버드 대학의 연구원들은 재생 에너지를 위한 대량 저장에 대한 새로운 접근 방식을 제시했습니다. 즉, 환경 문제가 있는 리튬 이온 및 리튬 폴리머 배터리 대신 시멘트와 탄소를 슈퍼커패시터로 전환하는 것입니다.

공동 교신저자인 MIT 교수이자 팀 프로젝트에 대해 Admir Masic은 "사용된 재료는 매우 흥미롭습니다. 왜냐하면 세계에서 가장 많이 사용되는 인공 재료인 시멘트가 탄소와 결합되어 있기 때문입니다."라고 말했습니다. 검정색, 그것은 잘 알려진 역사적 자료입니다 - 사해 두루마리가 이것으로 기록되었습니다 당신은 특정한 방식으로 그것들을 결합할 때 전도성 나노복합체를 만들어내는 적어도 2000년 된 재료를 가지고 있습니다. 일이 정말 흥미로워질 때요."

"흥미롭다"는 말은 "기능적"이라는 뜻입니다. 팀이 시멘트, 카본 블랙, 물의 조합을 통해 만든 것은 전기 에너지 저장을 위한 슈퍼커패시터 역할을 하는 물질입니다. 대규모로 저렴한 비용으로 생산할 수 있는 이 자재는 다양한 건축 프로젝트에서 일반 콘크리트를 대체할 수 있습니다. 예를 들어 집의 기초로 사용되며, 규정에 따라 하루 종일 에너지를 사용할 수 있는 충분한 저장 공간을 제공합니다. 팀의 추정.

시멘트 슈퍼커패시터는 놀라울 정도로 제조가 쉽습니다. 시멘트, 물, 최대 10%의 카본 블랙의 혼합물을 혼합하고 경화시켜 고체 블록 내에 전도성 물질의 네트워크를 형성합니다. 이것을 염화칼륨에 담그면 블록을 전극으로 바꾸는 데 필요한 전해질이 제공됩니다. 공기나 다른 절연체로 분리된 두 개의 전극은 작동하는 슈퍼커패시터로 만들어집니다.

"1밀리미터 두께의 전극에서 1미터 두께의 전극으로 갈 수 있습니다."라고 공동 교신저자이자 MIT 교수인 Franz-Josef Ulm은 말합니다. "그리고 이렇게 함으로써 기본적으로 조명을 통해 에너지 저장 용량을 확장할 수 있습니다. 몇 초 동안 LED를 켜면 집 전체에 전력이 공급됩니다."

테스트에서 팀은 최대 1V까지 충전할 수 있고 직렬로 사용하여 3V LED를 구동할 수 있는 직경 1cm, 두께 1mm(각각 약 0.4" 및 0.04") 크기의 소형 시멘트 슈퍼커패시터를 생산할 수 있었습니다. 다음 단계: 기술을 자동차 배터리 크기로 확장한 다음 10kWh(킬로와트시)의 에너지를 저장할 수 있는 45입방미터(약 45입방야드) 크기의 가정용 변형으로 확장합니다.

연구팀은 또한 도로에 사용하기 위한 콘크리트를 제안했는데, 길가의 태양광 패널에서 에너지를 저장하고 무선 전력 시스템을 통해 방출하여 이동 중에 전기 자동차를 자동으로 충전합니다. 난방용 재료를 사용하는 것도 가능합니다. 탄소-콘크리트 혼합물에 전기를 가하면 가열됩니다.

팀의 작업은 공개 액세스 조건으로 미국국립과학원회보(PNAS)에 게재되었습니다. 상용화 일정은 제공되지 않았습니다.