يبحث العلماء باستمرار عن طرق أفضل لتخزين الطاقة المتجددة،
وقد وجد باحثو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا الآن طريقة لتحويل الأسمنت والمواد القديمة إلى مكثف عملاق.
ومن المحتمل أن يحول هذا الأسمنت المكهرب أساسات المباني والطرق إلى بطاريات لا حدود لطاقتها تقريبا.
ولإنشاء المادة الجديدة، قام فريق من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) وجامعة هارفارد في الولايات المتحدة بخلط الأسمنت والماء وأسود الكربون معا
وهي مادة مثل الفحم الناعم الذي يتم إنشاؤه من عمليات الاحتراق غير المكتملة.
ويقول أدمير ماسك، عالم المواد في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: “المادة رائعة،
وذلك لأن لديك أكثر المواد التي صنعها الإنسان استخداما في العالم، الأسمنت،
الذي يتم دمجه مع أسود الكربون، وهي مادة تاريخية معروفة – إذ تمت كتابة مخطوطات البحر الميت بها. لديك هذه المواد التي يبلغ عمرها ألفا عام على الأقل،
والتي عندما تجمعها بطريقة معينة، تتوصل إلى مركب نانوي موصل”.
وتميل جزيئات أسود الكربون إلى التكتل معا في فراغات تُترك مع امتصاص الماء بواسطة الأسمنت المتفاعل، ما يشكل أشكالا تشبه المحلاق في الأسمنت يمكن أن تعمل كأسلاك.
ويساعد ذلك على التوصيل، ما يعني أن الأسمنت المعدل قادر على العمل كمكثف فائق – مصدر طاقة يعمل بطريقة مشابهة للبطارية، ولكنه يخزن ويطلق الطاقة الكهربائية بشكل أسرع.
ويمكن بعد ذلك إضافة مادة إلكتروليت قياسية، مثل كلوريد البوتاسيوم، إلى المادة، ما يوفر الجسيمات المشحونة التي تنفصل ويسمح للمكثف الفائق بتخزين الطاقة وإطلاقها.
وفي الوقت الحالي، تعتبر مكثفات الأسمنت صغيرة نسبيا، ولديها طاقة كافية لإضاءة بعض مصابيح LED.
ويفترض الباحثون أن يستطيع المنزل الذي يحتوي على أساس مصنوع من الأسمنت الفائق أن يخزن طاقة كافية لتشغيل هذا المنزل ليوم واحد –
كما يمكن إنتاج الطاقة من خلال مصادر متجددة مثل الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح.
ويمكن أيضا نشر الخليط على الطرق لتشغيل المركبات الكهربائية أثناء مرورها (وهو ابتكار يبحث فيه العديد من المشاريع البحثية).
هناك مفاضلة بين سعة التخزين والقوة الهيكلية، ولكن يمكن تكييف الأسمنت لحالات استخدام مختلفة حسب الحاجة.
نشر البحث في PNAS.
المصدر: ساينس ألرت
