Betongbatteri uppnår tiofaldig lagringskapacitet: Byggnader som energilager

Betong är det mest använda byggnadsmaterialet i världen. I framtiden skulle det inte bara kunna fungera som ett allsidigt byggmaterial, utan också lagra energi som ett batteri. Forskare vid Massachusetts Institute of Technology (MIT) har ytterligare förfinat ett "betongbatteri" som lagrar elektrisk energi och samtidigt är strukturellt motståndskraftigt. Resultaten har publicerats i Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Hur betongbatteriet fungerar

Den här typen av batteri består av cement, vatten, ultrafin kimrök och elektrolyter. Detta skapar ett ledande nanokolnätverk i betongen. Admir Masic, huvudförfattare till studien och meddirektör för MIT EC³ Hub, förklarar:

Att förstå hur dessa material "monterar" sig själva på nanonivå är nyckeln till att uppnå dessa nya funktioner.

Detta nätverk gör att elektrolyter kan tränga in i porerna och främja strömflödet.

Ökad energitäthet

I experiment har optimerade elektrolyter gjort det möjligt att tiofaldiga betongens energilagringskapacitet. År 2023 behövdes cirka 45 kubikmeter betong för att tillgodose ett hushålls dagliga energibehov. Idag räcker det bara med cirka 5 kubikmeter, vilket är jämförbart med volymen på en källarvägg.

Damian Stefaniuk, huvudförfattare till studien, förklarar:

En kubikmeter av den här versionen av ec3 - ungefär lika stor som ett kylskåp - kan lagra över 2 kilowattimmar energi.

Det motsvarar ungefär elförbrukningen för ett kylskåp under en dag.

Arkitektur och praktiska tillämpningar

Betongbatterier kan integreras direkt i byggnadselement som väggar, golv eller kupoler. Med inspiration från romersk arkitektur byggde forskarna en båge i miniatyr som kunde bära sin egen last och samtidigt driva en LED-lampa. Masic förklarar:

Det kan finnas en slags självövervakande kapacitet här.

Ljusintensiteten varierar beroende på belastningen, vilket gör det möjligt att dra slutsatser om den strukturella integriteten i realtid.

Utblick

Betongbatterier har potential för parkeringsplatser, vägar och kustnära infrastruktur. Som Stefaniuk förklarar:

Med dessa högre energitätheter och bevisat värde inom ett bredare tillämpningsområde har vi nu ett kraftfullt och flexibelt verktyg som kan hjälpa oss att ta itu med ett stort antal ihållande energiutmaningar.

Det kombinerar bärande arkitektur med energilagring, vilket öppnar upp för framtidens hållbara och multifunktionella byggande.