La búsqueda de formas eficientes para almacenar energía renovable nos ha llevado a un descubrimiento revolucionario: el cemento electrificado. Este material combina cemento y carbono negro, transformando las bases de edificios y carreteras en baterías prácticamente ilimitadas.
El equipo de investigadores del MIT y la Universidad de Harvard compartió su descubrimiento en PNAS. El ingrediente secreto fue el carbono negro, un material similar al carbón fino que se produce a partir de procesos de combustión incompleta.
La investigación
Este material es fascinante porque combina dos materiales antiguos: el cemento y el carbono negro, un material históricamente conocido que se utilizó para escribir los Rollos del Mar Muerto. Cuando se combinan de una manera específica, se obtiene un nanocompuesto conductor, lo que abre un mundo de posibilidades.
Las partículas de carbono negro se agrupan en los vacíos que deja el agua al ser absorbida por el cemento en reacción. Como resultado se forman estructuras similares a tentáculos que actúan como cables. Estos «tentáculos» mejoran la conductividad, permitiendo que el cemento modificado actúe como un supercapacitor, almacenando y liberando energía eléctrica más rápido que una batería.
Luego, se puede agregar un material de electrolito estándar, como el cloruro de potasio, para proporcionar partículas cargadas que se separan y permiten que el supercondensador almacene y libere energía.
Usos
Actualmente, estos capacitores de cemento son relativamente pequeños, con suficiente energía para iluminar algunas bombillas LED. Sin embargo, los materiales utilizados son baratos y abundantes, y en teoría, el proceso debería poder escalar bastante bien.
El siguiente paso para el equipo es crear dispositivos del tamaño de una batería de automóvil. Según los investigadores, una casa con una base hecha de este cemento supercapacitor sería capaz de almacenar suficiente energía para alimentarla durante un día a partir de fuentes renovables.
La mezcla también podría utilizarse en carreteras para alimentar vehículos eléctricos mientras pasan por encima. Existe un equilibrio entre la capacidad de almacenamiento y la resistencia estructural, pero el cemento puede adaptarse para diferentes casos de uso según sea necesario.
Estas propiedades abren la oportunidad de emplear supercapacitores de concreto estructural para el almacenamiento de energía a granel en aplicaciones residenciales e industriales, y hasta para almacenar la intermitente energía de las turbinas eólicas.
Este avance en la ciencia de los materiales nos guía hacia un futuro más sostenible y eficiente en términos de energía. Con el cemento electrificado, las estructuras que construimos se convertirían en parte de la solución a nuestros desafíos energéticos, en lugar de ser simplemente consumidores.