Votre prochaine maison pourrait être alimentée par des fondations de supercondensateurs en béton, selon des chercheurs

Feb 04, 2024

Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) et de l’Université Harvard ont mis au point une nouvelle approche du stockage en vrac des énergies renouvelables : transformer le ciment et le carbone en supercondensateurs, à la place des batteries lithium-ion et lithium-polymère, problématiques pour l’environnement.

"Le matériau [utilisé] est fascinant", déclare Admir Masic, auteur co-correspondant, professeur au MIT, à propos du projet de l'équipe, "car vous disposez du matériau artificiel le plus utilisé au monde, le ciment, qui est combiné avec du carbone. noir, c'est un matériau historique bien connu - les manuscrits de la mer Morte ont été écrits avec. Vous avez ces matériaux vieux d'au moins deux millénaires qui, lorsque vous les combinez d'une manière spécifique, vous obtenez un nanocomposite conducteur, et c'est quand les choses deviennent vraiment intéressantes. »

Par « intéressant », Masic signifie « fonctionnel » : ce que l'équipe a créé, grâce à une combinaison de ciment, de noir de carbone et d'eau, est un matériau qui agit comme un supercondensateur pour le stockage de l'énergie électrique. Produit à grande échelle et à faible coût, ce matériau pourrait remplacer le béton ordinaire dans toute une série de projets de construction. Il serait par exemple utilisé pour les fondations d'une maison et fournirait suffisamment de stockage pour une journée complète de consommation d'énergie, selon le rapport. estimations de l’équipe.

Les supercondensateurs en ciment sont étonnamment faciles à fabriquer : un mélange de ciment, d'eau et jusqu'à 10 % de noir de carbone est mélangé et durci, formant un réseau de matériau conducteur au sein du bloc solide. Le tremper dans du chlorure de potassium fournit l'électrolyte nécessaire pour transformer le bloc en électrode ; deux de ces électrodes séparées par de l'air ou un autre isolant les transforment en un supercondensateur fonctionnel.

"Vous pouvez passer d'électrodes d'un millimètre d'épaisseur à des électrodes d'un mètre d'épaisseur", note l'auteur co-correspondant Franz-Josef Ulm, professeur au MIT, "et ce faisant, vous pouvez essentiellement augmenter la capacité de stockage d'énergie de l'éclairage d'un LED pendant quelques secondes, pour alimenter toute une maison. »

Lors des tests, l'équipe a pu produire des supercondensateurs compacts en ciment mesurant 1 cm de diamètre et 1 mm d'épaisseur (environ 0,4" et 0,04" respectivement) qui pouvaient être chargés jusqu'à 1 V et utilisés en série pour piloter une LED de 3 V. La prochaine étape : adapter la technologie à la taille d’une batterie de voiture, puis à une variante à l’échelle domestique mesurant 45 mètres cubes (environ 45 mètres cubes) qui pourrait stocker 10 kilowattheures (kWh) d’énergie.

L'équipe a également proposé d'utiliser le béton sur les routes, en stockant l'énergie des panneaux solaires en bord de route et en l'émettant via des systèmes d'alimentation sans fil pour charger automatiquement les véhicules électriques pendant leur déplacement. Il est même possible d'utiliser le matériau pour le chauffage : l'application d'électricité sur le mélange carbone-béton le réchauffe.

Les travaux de l'équipe ont été publiés dans les Actes de l'Académie nationale des sciences (PNAS), en libre accès ; aucun calendrier n'a été fourni pour la commercialisation.