21° C
Ma 2024. június 24., hétfő, Iván napja van.
21° C
Ma 2024. június 24., hétfő, Iván napja van.
A kínaiak új életet lehelnek a régi napelem modulokba

A kínaiak új életet lehelnek a régi napelem modulokba

A használt napelem modulok újrahasznosítása egyre fontosabb szerepet kap a jövőben. Egy kínai kutatócsoport kifejlesztett egy könnyen méretezhető (felskálázható) módszert nagyszámú napelem modul környezetbarát újrahasznosítására azok életciklusának végén.  A fosszilis...

Garantált minőség a hőszigetelésben: Austrotherm

Garantált minőség a hőszigetelésben: Austrotherm

Az építőanyag-gyártók számára a minőség biztosítása és folyamatos ellenőrzése kulcsfontosságú, mivel az anyag­minőség meghatározza a szerkezetek tartósságát és élettartamát, ezáltal hosszú távon költségmegtakarítás érhető el. Dr. Bozsaky Dávid tanszékvezető egyetemi...

Különleges naperőmű kezdte el működését Környén

Különleges naperőmű kezdte el működését Környén

Üzembe helyezték az első hazai, ipari naperőművet, amelynek termelése automatikusan, a pillanatnyi igények szerint finomhangolható.   Egyre több magyarországi iparvállalat tesz komoly lépéseket, hogy zöldebbé tegye energiafogyasztását. Számukra azonban kihívást...

Alacsony költségű adalékanyag, ami szupergyors energiatárolóvá alakítja a betonlapokat

okt 19, 2023 | kitekintő

Az MIT (a Massachusettsi Műszaki Egyetem, angolul Massachusetts Institute of Technology) kutatói felfedezték, hogy ha cementet és kormot kevernek össze vízzel, a keletkező beton önszerveződően energiatároló szuperkondenzátorrá alakul, amely elegendő energiát képes leadni egy otthon energiaellátásához vagy elektromos autók gyorstöltéséhez. A beton energiatárolásra való felhasználásának ötletéről még 2021-ben a Chalmers Műszaki Egyetem egy csapata számolt be; bemutatták, hogyan lehet hasznos mennyiségű elektromos energiát tárolni szénszálas hálóelektródák köré öntött betonban, amelybe szénszálakat kevertek a vezetőképesség növelése érdekében.

 

Az MIT felfedezése úgy tűnik, hogy magasabb szintre emeli a dolgokat, mivel nem kell hálós elektródákat a betonba fektetni: a korom a kikeményedési folyamat részeként saját, összekapcsolt elektródaszerkezeteket alakít ki. Ez a folyamat kihasználja a víz és a cement reakcióját; a víz elágazó csatornahálózatot képez a betonban, amint az elkezd megszilárdulni, és a korom természetes módon vándorol ezekbe a csatornákba. Ezek a csatornák fraktálszerű struktúrát mutatnak, a nagyobb ágak egyre kisebb és kisebb ágakra válnak szét – és ez rendkívül nagy felületű szénelektródákat hoz létre, amelyek végig futnak a betonon. Két ilyen ág, amelyeket egy szigetelőréteg vagy egy vékony tér választ el egymástól, boldogan működik egy szuperkondenzátor lemezeként, miután az egészet egy szabványos elektrolitban, például kálium-kloridban megfürdetik.

A szuperkondenzátorok természetesen szinte azonnal feltöltődnek és lemerülnek, így a teljesítménysűrűség és a teljesítmény általában sokkal nagyobb, mint egy hagyományos lítium akkumulátor esetében. Az energiasűrűség alacsonyabb, és kompromisszumot kell kötni a térfogatilag tárolt energia mennyisége és a beton szilárdsága között, mivel több korom hozzáadása növeli az energiatárolást és gyengíti a beton végeredményét. A nagyszerű dolog azonban az, hogy ennek az energiatároló eszköznek nem kell kicsinek lennie; a betont általában ömlesztve használják fel. Egy átlagos amerikai 185,8 m2-es otthon, amely egy szabványos, 13 cm vastag betonlapra épül, körülbelül 24 m3 betont használ fel. Ha van feljáró vagy betonozott garázs, akkor még többet kell hozzáadni, és ismét lényegesen többet, ha a ház betonfalak vagy oszlopok felhasználásával épül.

Az MIT csapata szerint egy 45 m3 nanoszénnel kevert betontömb körülbelül 10 kWh villamos energiát képes tárolni – ez elegendő ahhoz, hogy egy átlagos amerikai otthon energiafogyasztásának egyharmadát fedezze, vagy hogy egy megfelelő méretű napelemes tetőszerkezettel együtt közel nullára csökkentse a hálózati energiaszámlát. Ráadásul ez alig vagy egyáltalán nem jelentene többletköltséget. A csapat kis léptékben tesztelte ezeket a beton szuperkapszulákat: elektródapárokat vágtak ki, hogy apró, 1 voltos, gombelem méretű szuperkondenzátorokat hozzanak létre, és három darabot használtak egy 3 voltos LED világításához. Most autóakkumulátor méretű blokkokon dolgoznak, és egy 45 m3-es, 10 kWh kapacitású változatot terveznek a nagyobb léptékű demonstrációhoz.

Franz-Josef Ulm, az MIT professzora, a PNAS folyóiratban megjelent tanulmány társszerzője szerint ez egy szuperskálázható technológia. „Az 1 milliméter vastagságú elektródáktól az 1 méter vastagságú elektródákig lehet elmenni, és ezzel alapvetően az energiatárolási kapacitás skálázható egy LED néhány másodperces világításától egy egész ház energiaellátásáig” – nyilatkozta Ulm a sajtóközleményben.

Ha az otthonokon túlra tekintünk, a beton abszolút mindenhol jelen van, az épületektől a talajburkolatokon át az úthálózatig. A csapat szerint ez az energiatároló beton az út menti napelemekkel és induktív töltőtekercsekkel párosítva szupergyors, vezeték nélküli EV-töltő utakat hozhat létre, köszönhetően a szuperkondenzátoroknak.

Feltehetően sok betont használnak a nagy hálózati alapú energiatároló létesítmények alapozásához is, ami felveti annak az érdekes lehetőségét, hogy egy óriási beton szuperkondenzátor jól párosulhat egy lassabban mozgó kémiai akkumulátorral, ami lehetővé teszi, hogy a hálózatba gyorsan áramlökéseket, valamint kisebb teljesítmény mellett hosszabb ideig tartó hozzájárulásokat szolgáltasson. Másrészt nem világos, hogy ez a fajta beton alkalmas lenne-e kültéri használatra, ahol vizes lesz. Az is tisztázatlan, hogy ezeket a beton szuperkondenzátorokat gyakorlatilag a helyszínen lehet-e önteni úgy, hogy a helyszínen összeálljanak. Azt sem tudjuk még, hogy minden egyes elektródapárt le kell-e zárni, vagy hogy pontosan hol és hogyan kell ezeket a betontömböket összekötni, ahhoz, hogy a ház áramellátását biztosítsák, vagy hogy az ilyen beton szuperkondenzátorokat biztonságosan meg lehet-e érinteni.

Az biztos, hogy ez egy lenyűgöző projekt, és kíváncsian várjuk, hogyan halad előre.

 

Kép: MIT

Forrás: https://newatlas.com/architecture/mit-concrete-supercapacitor/   

Absztrakt: Carbon–cement supercapacitors as a scalable bulk energy storage solution | PNAS  

A kínaiak új életet lehelnek a régi napelem modulokba

A kínaiak új életet lehelnek a régi napelem modulokba

A használt napelem modulok újrahasznosítása egyre fontosabb szerepet kap a jövőben. Egy kínai kutatócsoport kifejlesztett egy könnyen méretezhető (felskálázható) módszert nagyszámú napelem modul környezetbarát újrahasznosítására azok életciklusának végén.  A fosszilis...

Garantált minőség a hőszigetelésben: Austrotherm

Garantált minőség a hőszigetelésben: Austrotherm

Az építőanyag-gyártók számára a minőség biztosítása és folyamatos ellenőrzése kulcsfontosságú, mivel az anyag­minőség meghatározza a szerkezetek tartósságát és élettartamát, ezáltal hosszú távon költségmegtakarítás érhető el. Dr. Bozsaky Dávid tanszékvezető egyetemi...

Különleges naperőmű kezdte el működését Környén

Különleges naperőmű kezdte el működését Környén

Üzembe helyezték az első hazai, ipari naperőművet, amelynek termelése automatikusan, a pillanatnyi igények szerint finomhangolható.   Egyre több magyarországi iparvállalat tesz komoly lépéseket, hogy zöldebbé tegye energiafogyasztását. Számukra azonban kihívást...