El hormigón es uno de los símbolos de la era industrial. Ahora, el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) lo está redefiniendo como una nueva fuente de energía.
1 m³ de hormigón puede almacenar 2 kWh de electricidad, suficiente para hacer funcionar un refrigerador durante 24 horas. Este logro abre la posibilidad de que en el futuro los edificios puedan producir, almacenar y suministrar su propia electricidad.
Desde materiales de construcción hasta dispositivos de almacenamiento de energía
El hormigón es un material asociado a todas las construcciones, desde casas, puentes hasta edificios de gran altura.
El equipo del MIT lo está convirtiendo en un "dispositivo energético". El nuevo hormigón, llamado ec3 (hormigón de carbono conductor de electrones), está hecho de cemento, agua y negro de humo, un material altamente conductor.
A diferencia del hormigón convencional, el ec3 puede actuar como un supercondensador. Una vez mezclado, moldeado y curado, el bloque de hormigón se sumerge en una solución electrolítica que permite que los iones cargados penetren en la red de carbono.
El nuevo tipo de hormigón se llama ec3, siglas de hormigón de carbono conductor de electrones (Foto: MIT).
Dos electrodos ec3 separados por una fina capa aislante crearán una estructura capaz de almacenar electricidad.
Tras dos años de optimización, el equipo de investigación ha aumentado la capacidad de almacenamiento del ec3 en casi 10 veces respecto a la primera versión anunciada en 2023. 1 m3 del material ahora puede almacenar más de 2 kWh, suficiente para hacer funcionar un refrigerador durante un día entero.
Descifrando la nanoestructura clave para aumentar la capacidad de almacenamiento
Para lograr este resultado, los científicos del MIT utilizaron una técnica de microscopía llamada tomografía FIB SEM, que permite observar redes de nanocarbono en el interior del hormigón con una resolución tridimensional extremadamente alta.
Esto les permitió comprender mejor cómo las partículas de negro de carbón se unen al cemento y forman un sistema conductor. Al refinarse a escala nanométrica, la superficie aumenta, lo que permite que el material conserve más carga.
El equipo también probó diferentes soluciones electrolíticas. La combinación de una sal de amonio cuaternario y el disolvente conductor acetonitrilo creó un entorno electroquímico estable, lo que resultó en un aumento significativo de la densidad energética.
Se agregan electrodos más gruesos para ampliar la capacidad de almacenamiento sin posprocesamiento.
Se estima que la densidad energética del ec3 ronda actualmente los 200 Wh/ m³ , mucho mayor que la de los materiales de construcción convencionales. Con esta eficiencia, bastan unos pocos bloques de paredes de ec3 en un apartamento para almacenar electricidad para una vivienda de corta duración.
Cuando el hormigón puede sentir y reaccionar
Además de almacenar electricidad, el ec3 también puede detectar el entorno y reaccionar a él. En un experimento, los científicos construyeron una pequeña maqueta de cúpula con ec3, suficiente electricidad para encender un LED de 9 V.
El ec3 no sólo almacena electricidad, sino que también puede "detectar" el entorno y reaccionar al mismo (Foto: MIT).
Cuando aplicaron una carga, la salida de luz varió con la fuerza aplicada, lo que indica que el voltaje fluctuó en consecuencia.
El Dr. Admir Masic, codirector del centro de investigación ec3, explicó que si un domo ec3 a escala real se ve afectado por fuertes vientos o cargas inusuales, su potencia de salida fluctuará. Esta señal puede utilizarse para monitorizar el estado de la estructura en tiempo real.
Esta tecnología abre la posibilidad de edificios que puedan autoadvertirse cuando se agrieten, vibren o se sobrecarguen. Cada estructura no será un simple bloque estático de hormigón, sino un sistema de materiales "inteligentes" que pueda reaccionar al entorno.
Pasos adelante hacia la energía limpia y la infraestructura sostenible
La llegada del ec3 llega en un momento en que el mundo necesita urgentemente soluciones de almacenamiento de energía renovable. Las baterías de iones de litio son muy eficientes, pero son caras, difíciles de reciclar y dependen de metales raros.
Mientras tanto, el hormigón es barato, duradero, ampliamente disponible y puede producirse en masa sin causar un gran impacto en el medio ambiente.
El MIT espera que el ec3 pueda integrarse en cimientos de casas, paredes, aceras o plataformas de carreteras para almacenar electricidad proveniente de paneles solares y turbinas eólicas.
Cuando hay exceso de energía, el sistema la almacena y la libera cuando la demanda es alta. En Japón, esta tecnología se ha probado para calentar las aceras de Sapporo y ayudar a derretir el hielo invernal.
Si se comercializa, el ec3 podría convertir toda la infraestructura urbana en una red de baterías distribuida, contribuyendo a estabilizar la red nacional y reduciendo la dependencia de la energía fósil.
El MIT admite que el EC3 aún no iguala a las baterías comerciales en términos de densidad energética, pero abre la puerta a un futuro en el que el hormigón no sólo será un material de carga, sino también parte del sistema energético.
Fuente: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/chung-cu-co-the-la-khoi-pin-khong-lo-trong-tuong-lai-20251014080130790.htm
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