Avançar para o conteúdo principal

Novo cimento revolucionário pode transformar a sua casa numa bateria gigante

 


Numa bancada de laboratório em Cambridge, no estado americano do Massachusetts, há uma pilha de cilindros de betão preto polidos, entrelaçada por cabos, a ser banhada num líquido.

Para um observador comum, não parece ter muita função. Até que Damian Stefaniuk aperta um interruptor.

Os blocos de betão estão ligados a um LED — um díodo emissor de luz — e a lâmpada acende.

“No início, não acreditei“, diz Stefaniuk, descrevendo a primeira vez que o LED acendeu. “Achei que não tinha desconectado a fonte de energia externa, e por isso o LED estava ligado.”

“Foi um dia maravilhoso. Convidámos os alunos, e eu convidei professores para ver, porque no começo eles também não acreditaram que funcionasse.”

O motivo para tanto entusiasmo? Este pedaço de betão escuro e inócuo pode representar o futuro do armazenamento de energia.

Existem 101 minas de lítio no mundo, e os analistas económicos são pessimistas quanto à capacidade destas minas de acompanhar a crescente procura global.

Apesar de novas reservas de lítio terem sido descobertas, a oferta finita deste material, a dependência excessiva de apenas um punhado de minas no mundo todo e o seu impacto ambiental, impulsionaram a busca por materiais alternativos para baterias.

É aqui que entram Stefaniuk e o seu betão.

Juntamente com os colegas do MIT descobriram uma forma de criar um dispositivo de armazenamento de energia conhecido como supercondensador, a partir de três materiais básicos e baratos: água, cimento e uma substância parecida com fuligem, chamada negro de fumo, material obtido a partir da reciclagem de resíduos ou pneus em fim de vida e resíduos de borracha.

Os supercondensadores são altamente eficientes no armazenamento de energia, mas diferem das baterias em alguns aspetos importantes. Podem recarregar muito mais depressa do que uma bateria de iões de lítio, e não sofrem os mesmos níveis de degradação no desempenho.

Mas os supercondensadores também libertam rapidamente a energia que armazenam, tornando-os menos úteis em dispositivos como telemóveis, computadores ou carros elétricos, em que é necessário um fornecimento constante de energia durante um período prolongado de tempo.

Uma das suas aplicações poderia ser criar estradas que armazenem energia solar, e depois liberá-la para recarregar (sem fio) carros elétricos, enquanto passam pela estrada.

A rápida libertação de energia de um supercondensador de cimento-carbono permitiria que os veículos dessem uma carga rápida às suas baterias. Outra aplicação seria em fundações de casas que armazenam energia.

“Isto permitiria ter paredes, fundações ou colunas que atuem não só no suporte de uma estrutura, mas também no armazenamento de energia no interior”, diz Stefaniuk.

Mas ainda é cedo. Por enquanto, o supercondensador de betão é capaz de armazenar pouco menos de 300 watts-hora / m3 — o suficiente para abastecer uma lâmpada LED de 10 watts por 30 horas.

A produção de energia “pode ​​parecer baixa em comparação com baterias convencionais, mas uma fundação com de 30 a 40 metros cúbicos de betão, pode ser suficiente para atender às necessidades diárias de energia de uma casa residencial”, explica Stefaniuk.

“Dado o uso generalizado de betão em todo o mundo, este material tem potencial para ser altamente competitivo e útil no armazenamento de energia”, salienta.

Damian Stefaniuk

A equipa de investigadores conseguiu utilizar um supercondensador de cimento-carbono para alimentar um dispositivo portátil de jogo

Stefaniuk e os colegas do MIT comprovaram inicialmente este conceito criando supercondensadores de 1 volt, do tamanho de uma moeda, a partir do material, antes de conectá-los em série para fornecer energia a um LED de 3 volts.

Desde então,  aumentaram a escala para produzir um supercondensador de 12 volts. A equipa conseguiu também usar versões maiores do supercondensador para abastecer um console de games portátil.

Os investigadores estão agora a planear  construir versões maiores, incluindo uma de até 45 metros cúbicos de tamanho, que seria capaz de armazenar cerca de 10 kWh de energia, que seria o necessário para abastecer uma casa por um dia.

O supercondensador funciona devido a uma propriedade incomum do negro de fumo: é altamente condutor.

Isso significa que quando o material é combinado com pó de cimento e água, forma-se um tipo de betão repleto de redes de material condutor, assumindo uma forma que lembra raízes minúsculas ramificadas.

Os condensadores são formados por duas placas condutoras com uma membrana entre si. Neste caso, ambas as placas são feitas de cimento de negro de fumo, que embebidas num sal eletrolítico — cloreto de potássio.

Damian Stefaniuk

A equipa está a desenvolver novas versões do seu supercondensador de cimento para aumentar a escala e o número de aplicações

Quando uma corrente elétrica foi aplicada às placas embebidas em sal, as placas carregadas positivamente acumularam iões carregados negativamente do cloreto de potássio. E como a membrana impedia a troca de iõs carregados entre as placas, a separação das cargas criou um campo elétrico.

Como os supercondensadores podem acumular grandes quantidades de carga muito rapidamente, isso poderia tornar os dispositivos úteis para armazenar o excesso de energia produzido por fontes renováveis ​​intermitentes, como a energia eólica e solar — o que reduziria a pressão sobre a rede de abastecimento de energia nos momentos em que o vento não sopra e o Sol não brilha.

Os supercondensadores não são perfeitos. As versões existentes descarregam rapidamente, e não são ideais para uma produção constante, que seria necessária para abastecer uma casa ao longo do dia.

Stefaniuk diz que a sua equipa está a trabalhar numa solução que permitiria refinar a sua versão de cimento-carbono ajustando a mistura, mas só vão divulgar os detalhes após finalizarem os testes e publicarem um artigo.


Novo cimento revolucionário pode transformar a sua casa numa bateria gigante (aeiou.pt)


Comentários

Notícias mais vistas:

Um novo visitante interestelar está a caminho do nosso Sistema Solar

O cometa 3I/ATLAS é o terceiro  destes raros visitantes que oferece aos cientistas   uma rara oportunidade de estudar algo fora do nosso Sistema Solar. U m novo objeto vindo do espaço interestelar está a entrar no nosso Sistema Solar. É apenas o terceiro alguma vez detetado e, embora não represente perigo para a Terra, está a aproximar-se - e poderá ser o maior visitante extrassolar de sempre. A  NASA confirmou  esta quarta-feira a descoberta de um novo objeto interestelar que passará pelo nosso Sistema Solar. Não representa qualquer ameaça para a Terra, mas passará relativamente perto: dentro da órbita de Marte. Trata-se apenas do   terceiro objeto interestelar   alguma vez detetado pela humanidade. E este, além de estar a mover-se mais depressa do que os anteriores, poderá ser o maior. Um brilho vindo de Sagitário A 1 de julho, o telescópio  ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System) , instalado em Rio Hurtado, no Chile, registou um brilho...

A otimização de energia do Paquistão via mineração de bitcoin recebe 3 meses de teste após a rejeição parcial do FMI

  FMI rejeita parcialmente proposta do Paquistão para mineração de Bitcoin com eletricidade subsidiada O Fundo Monetário Internacional (FMI) recusou-se a endossar totalmente a proposta do Paquistão para uma tarifa de eletricidade subsidiada destinada a impulsionar operações de mineração de Bitcoin, segundo noticiou o portal local Lucro a 3 de julho. De acordo com o relatório, Fakhray Alam Irfan, presidente do Comité Permanente de Energia do Senado do Paquistão, revelou que o FMI aprovou apenas um período de alívio de três meses — metade dos seis meses inicialmente propostos — alegando riscos de distorção do mercado e pressão adicional sobre o já sobrecarregado setor energético do país. Esta rejeição parcial reflete o ceticismo mais amplo do FMI relativamente à adoção de criptomoedas a nível nacional. Alertas semelhantes foram dirigidos a outros países, como El Salvador, onde o FMI desaconselhou o envolvimento direto do governo na mineração e acumulação de Bitcoin. Importa referir ...

Largo dos 78.500€

  Políticamente Incorrecto O melhor amigo serve para estas coisas, ter uns trocos no meio dos livros para pagar o café e o pastel de nata na pastelaria da esquina a outros amigos 🎉 Joaquim Moreira É historicamente possível verificar que no seio do PS acontecem repetidas coincidências! Jose Carvalho Isto ... é só o que está á vista ... o resto bem Maior que está escondido só eles sabem. Vergonha de Des/governantes que temos no nosso País !!! Ana Paula E fica tudo em águas de bacalhau (20+) Facebook