В ходе новаторского исследования ученые Массачусетского технологического института обнаружили, что цемент и технический углерод, два широко распространенных материала, могут быть соединены с водой для создания суперконденсатора. Эта инновационная технология способна произвести революцию в области хранения энергии для возобновляемых источников энергии, сделав их более доступными и масштабируемыми.
Необходимость хранения энергии в возобновляемых источниках
Возобновляемые источники энергии, такие как солнечная, ветровая и энергия приливов и отливов, в последние годы приобрели значительную популярность благодаря своим экологическим преимуществам. Однако одной из основных проблем, с которыми сталкиваются эти источники, является их непостоянный характер. Доступность возобновляемой энергии колеблется в зависимости от погодных условий и других факторов, что затрудняет поддержание стабильного энергоснабжения.
Системы хранения энергии играют важнейшую роль в решении этой проблемы, накапливая избыточную энергию в периоды высокой выработки и высвобождая ее в периоды низкой выработки. Для хранения энергии обычно используются традиционные аккумуляторы, но они могут быть дорогими и имеют ограниченную масштабируемость.
Потенциал суперконденсаторов на основе цемента и сажи
Суперконденсаторы, являющиеся альтернативой аккумуляторам, способны преодолеть ограничения традиционных систем хранения энергии. Они способны быстро накапливать и отдавать большие объемы электрической энергии. Исследователи из Массачусетского технологического института обнаружили, что цемент и сажа могут быть использованы для создания суперконденсатора с исключительными возможностями хранения энергии.
Введя в бетонную смесь вместе с цементным порошком и водой сажу - высокопроводящий материал, исследователи смогли создать в структуре цемента плотную сеть проводящих материалов. Эта сеть значительно увеличивает площадь внутренней поверхности суперконденсатора, позволяя ему накапливать большие заряды.
Области применения суперконденсаторов на основе цемента и технического углерода
Потенциальные возможности применения новой технологии суперконденсаторов весьма обширны. Одним из возможных вариантов является встраивание суперконденсатора в бетонный фундамент дома. Это позволит хранить в нем энергию в течение целого дня, что уменьшит зависимость от электросети и сделает дом более самодостаточным.
Другой вариант применения - бетонное дорожное полотно, обеспечивающее бесконтактную подзарядку электромобилей при движении по нему. Это избавит от необходимости часто останавливаться для подзарядки и позволит совершать более длительные поездки, не опасаясь за запас хода.
Профессор Франц-Йозеф Ульм, один из исследователей, участвовавших в работе, считает, что эта технология способна произвести революцию в области хранения энергии. Он утверждает: "Это совершенно новый подход к хранению энергии. Это фундаментальный сдвиг в подходе к проблеме".
Доктор Янг-Шао Хорн, еще один исследователь, участвовавший в исследовании, добавляет: "Мы рассматриваем материалы, которые очень распространены и недороги. Если мы сможем сделать из них суперконденсатор, то это может стать чрезвычайно масштабируемой технологией".
Открытие возможности использования цемента и сажи для создания суперконденсаторов открывает захватывающие возможности для доступного и масштабируемого хранения энергии. Эта технология способна произвести революцию в отрасли возобновляемой энергетики, обеспечив решение проблемы прерывистого характера возобновляемых источников. По мере проведения дальнейших исследований и разработок мы можем ожидать появления новых приложений и достижений в этой новаторской области.
