Supercondensatore in cemento: bastano acqua e nerofumo

Author: Rinnovabili.it

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La ricerca del MIT è apparsa su PNAS

(Rinnovabili.it) – Bastano acqua e un pizzico di nerofumo per trasformare le fondamenta di casa in un supercondensatore in grado di alimentare un’abitazione di dimensioni medie o il sistema di ricarica rapida di un’auto elettrica. O per rendere una strada in grado di trasferire energia a un EV che la percorre.

Come funziona il supercondensatore in cemento del MIT

Sono due delle applicazioni possibili per il supercondensatore messo a punto da un gruppo di ricercatori del MIT di Boston. Il punto di partenza? Il comunissimo cemento. In uno studio pubblicato su PNAS hanno dimostrato come sia possibile sfruttare il modo in cui acqua e cemento interagiscono per ottenere un sistema di stoccaggio di energia ad alta prestazione. Nel momento in cui si uniscono acqua e cemento, la prima si distribuisce in un reticolo di canali di piccole dimensioni che persistono anche una volta che il secondo si è indurito.

La particolarità che permette di utilizzare questo sistema per ottenere un supercondensatore è il modo in cui si distribuiscono questi canali: la struttura che l’acqua va a creare è frattale. Da rami più grandi si dipartono rami più piccoli. In altri termini, l’acqua si distribuisce su una superficie molto vasta. Addizionata con nerofumo, un materiale altamente conduttivo, ciò che si ottiene è una metà del supercondensatore.

Basta prendere due superfici come quella descritta, immergerle in un materiale elettrolitico come il cloruro di potassio (che “carica” gli atomi di carbonio del nerofumo) e separarle con uno strato isolante per ottenere le due piastre di un supercondensatore.

I supercondensatori (o supercapacitor) stanno cercando di guadagnare spazio nel mercato dell’accumulo, sia nell’elettronica di consumo che nella mobilità elettrica, con l’obiettivo di sostituire o integrare le batterie elettrochimiche. Le batterie accumulano grandi quantità di carica per unità di volume, mentre i supercondensatori forniscono rapidamente una grande quantità di corrente elettrica e la conservano più a lungo.

Una delle strade si cui si sta concentrando la ricerca è la creazione di micro supercapacitor con una grande capacità di accumulo. Il sistema messo a punto al MIT, al contrario, non ha bisogno di essere piccolo. Secondo i ricercatori, un blocco di 45 m3 di cemento drogato con nerofumo può immagazzinare circa 10 kWh di elettricità. C’è però da notare che proprio l’integrazione del supercondensatore in un elemento strutturale, come le fondamenta di un’abitazione, limita la densità di energia di cui si può disporre, dal momento che il nerofumo tende a indebolire le prestazioni del cemento.