Výzkumníci z americké univerzity MIT přišli na způsob, jak vytvořit superkondenzátor smícháním cementu a jemných sazí s vodou. Tento fascinující materiál by mohl pohánět celý dům či elektromobily.

Tato jednoduchá směs by mohla podle magazínu Futurism umožnit domu uchovat energii na celý den v samotných základech, což potenciálně dláždí cestu k efektivnímu řešení skladování obnovitelné energie. 

Silnice vyrobené z tohoto materiálu by mohly dokonce bezdrátově pohánět elektrická auta, větrné elektrárny by mohly ukládat vyrobenou energii ve své základně. „Ten materiál je fascinující, protože máte nejpoužívanější umělý materiál na světě, cement, který je kombinován se sazemi, což je dobře známý historický materiál. Byly s ním koneckonců napsány svitky od Mrtvého moře,“ uvedl spoluautor a profesor MIT Admir Masic.

Superkapacita

Výše popsaná vize je podrobně popsána v článku publikovaném v odborném časopise PNAS. Baterie a kondenzátory mohou plnit stejnou funkci ukládání energie, ale dělají to zásadně odlišnými způsoby. Baterie mohou distribuovat energii lineárně prostřednictvím chemické reakce, zatímco kondenzátory uvolňují energii nárazově ukládáním energie jako elektrostatického pole. Superkondenzátory využívají této schopnosti tím, že dodávají energii mnohem rychleji než průměrná baterie, což je ale také jejich největší nevýhoda: neschopnost uvolňovat náboj pomalu jako lithium-iontová baterie.

Vědci proto vytvořili materiál na bázi cementu, který má extrémně vysokou vnitřní plochu kvůli mnoha vrstvám vodivých materiálů uvnitř. Po namočení ve speciálním solném roztoku by podle nich mohl výsledný materiál fungovat jako superkondenzátor. Fascinující je, že dva tisíce let staré materiály, zkombinované specifickým způsobem, vytvoří vodivý nanokompozit.

Neomezená síla

K dosažení složité sítě uhlíkových spojení v tomto materiálu jsou potřeba jen 3 procenta uhlíku. Vědci zjistili, že blok materiálu o velikosti asi 45 metrů krychlových by mohl pojmout 10 kilowatthodin energie, což je zhruba průměrná spotřeba elektřiny v domácnosti. 

Vědci začali experimentováním v malém měřítku a vyrobili 1voltový superkondenzátor o velikosti knoflíku, který by mohl napájet LED diody. Další experimenty pracují s různými směsmi materiálu kvůli optimalizaci, kolik energie lze uložit a uvolnit. Dalším úkolem pro vědce je zjistit, jestli materiál vydrží za špatného počasí nebo jestli časem eroduje.

Foto: Daniel Dočekal, ilustrace (Dall E 3)