Μέχρι σήμερα ο πιο διαδεδομένος τρόπος παραγωγής «πράσινης ενέργειας» για τις ανάγκες μίας κατοικίας, είναι με την εγκατάσταση φωτοβολταϊκών σε στέγες ή σε μπαλκόνια, ωστόσο μία νέα μέθοδος που ανακαλύφθηκε από ερευνητές στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (MIT) και εστιάζει στο σκυρόδεμα -ίσως το πιο συνηθισμένο υλικό κατασκευής στον κόσμο- αλλάζει μια για πάντα τα δεδομένα.

Σύμφωνα με τους επιστήμονες, με μια μικρή προσαρμογή, το σκυρόδεμα, όπου για συνδετικό χρησιμοποιείται το τσιμέντο, θα μπορούσε να αποτελέσει μέρος της λύσης για την αποθήκευση ενέργειας και να βοηθήσει στην ενεργειακή αυτονομία των σπιτιών. Πιο συγκεκριμένα, η ομάδα έχει αναπτύξει μια νέα τεχνολογία που συνδυάζει σκυρόδεμα με στοιχεία από άνθρακα για να δημιουργήσει μια συσκευή αποθήκευσης ενέργειας, γνωστή ως υπερπυκνωτής (supercapacitor). Αυτός ο υπερπυκνωτής μπορεί να αποθηκεύει και να απελευθερώνει ενέργεια με μεγάλη ταχύτητα, γεγονός που τον καθιστά κατάλληλο για την αποθήκευση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας όπως η ηλιακή και η αιολική, σύμφωνα με δημοσίευμα του BBC.

Πώς λειτουργεί το τσιμέντο ως μπαταρία

Η ιδέα μπορεί να ακούγεται περίεργη, αλλά η βάση της τεχνολογίας είναι απλή. Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν τρία βασικά υλικά: τσιμέντο, νερό και μια ουσία που μοιάζει με μαύρη σκόνη άνθρακα, γνωστή ως carbon black. Αυτά τα υλικά συνδυάζονται με τέτοιο τρόπο ώστε να δημιουργείται ένας υπερπυκνωτής που έχει τη δυνατότητα να αποθηκεύει ενέργεια.

Ο υπερπυκνωτής αποτελείται από δύο αγώγιμες επιφάνειες, που καλύπτονται με αυτή τη σκόνη άνθρακα. Όταν ρέει ηλεκτρικό ρεύμα, οι επιφάνειες αυτές συγκεντρώνουν φορτισμένα ιόντα, δημιουργώντας έναν ηλεκτρικό τομέα, και έτσι αποθηκεύεται ενέργεια. Η διαδικασία αυτή, σε αντίθεση με τις κοινές μπαταρίες λιθίου, επιτρέπει τη γρήγορη αποθήκευση και ανάκτηση ενέργειας. Ενώ οι μπαταρίες χρειάζονται περισσότερο χρόνο για να φορτιστούν και να αποφορτιστούν, οι υπερπυκνωτές το κάνουν πολύ πιο γρήγορα.

Δυνατότητες και οφέλη

Είναι σημαντικό να αναφερθεί ότι αυτή η τεχνολογία έχει τεράστιες δυνατότητες και εφαρμογές. Ειδικότερα, οι επιστήμονες οραματίζονται την εφαρμογή αυτής της τεχνολογίας σε διάφορους τομείς, όπως η αποθήκευση ηλιακής ενέργειας σε σπίτια ή ακόμη και σε δρόμους, οι οποίοι θα μπορούσαν να αποθηκεύουν ηλιακή ενέργεια και να την απελευθερώνουν για την αναγκαία φόρτιση ηλεκτρικών αυτοκινήτων, συμβάλλοντας στη λύση του προβλήματος έλλειψης υποδομών φόρτισης.

Επιπλέον, αυτό θα ήταν ιδιαίτερα χρήσιμο σε περιόδους που η παραγωγή ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές δεν είναι επαρκής, όπως όταν δεν έχει ήλιο ή άνεμο. Σε αυτές τις περιπτώσεις, η αποθηκευμένη ενέργεια στο σκυρόδεμα μπορεί να παρέχει την απαιτούμενη ενέργεια για τη λειτουργία μιας κατοικίας ή ενός μέσου μεταφοράς. Η ιδέα αυτή θα μπορούσε να οδηγήσει σε τεράστιες αλλαγές στην αποθήκευση ενέργειας και την ενεργειακή αυτονομία. Με δεδομένο ότι το σκυρόδεμα χρησιμοποιείται ευρέως σε όλο τον κόσμο, αυτό το υλικό θα μπορούσε να προσφέρει μια πιο φθηνή και διαθέσιμη λύση για τη δημιουργία συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας σε οικιακό επίπεδο.

Για παράδειγμα, μια κατοικία με 30-40 κυβικά μέτρα σκυροδέματος θα μπορούσε, σύμφωνα με τις πρώτες εκτιμήσεις, να καλύψει τις καθημερινές ενεργειακές ανάγκες της. Αυτό σημαίνει ότι το ίδιο το σπίτι θα μπορούσε να γίνει η μπαταρία του, αποθηκεύοντας ενέργεια για χρήση όταν αυτή απαιτείται. Αυτό το εγχείρημα, αν αναπτυχθεί, θα μπορούσε επίσης να μειώσει την ανάγκη για πολύτιμα υλικά όπως το λίθιο, το οποίο σήμερα χρησιμοποιείται στις περισσότερες μπαταρίες, αλλά έχει περιορισμένο απόθεμα και υπάρχουν περιβαλλοντικές επιβαρύνσεις από την εξόρυξή του. Πιο συγκερκιμένα, υπάρχουν μόλις 101 ορυχεία λιθίου στον κόσμο και οι οικονομικοί αναλυτές είναι απαισιόδοξοι για την ικανότητα αυτών των ορυχείων να συμβαδίσουν με την αυξανόμενη παγκόσμια ζήτηση.

Προκλήσεις και περιβαλλοντικές επιπτώσεις

Παρόλο που η τεχνολογία του σκυροδέματος φαίνεται να έχει πολλά πλεονεκτήματα, υπάρχουν και κάποια ζητήματα που πρέπει να αντιμετωπιστούν. Όπως αναφέρουν οι ερευνητές, η αύξηση της ποσότητας άνθρακα στο σκυρόδεμα ενδέχεται να μειώσει την αντοχή του. Αυτό είναι κάτι που θα πρέπει να επιλυθεί, ειδικά αν το σκυρόδεμα χρησιμοποιείται για τη στήριξη κτιρίων και άλλων υποδομών.

Επιπλέον, η παραγωγή σκυροδέματος έχει το δικό της περιβαλλοντικό αντίκτυπο, καθώς ευθύνεται για το 5-8% των εκπομπών CO2 σε παγκόσμιο επίπεδο. Αυτό σημαίνει ότι, ενώ η αποθήκευση ενέργειας μέσω σκυροδέματος θα μπορούσε να μειώσει τις εκπομπές, πρέπει να βρεθεί μια ισορροπία για να διασφαλιστεί ότι η όλη διαδικασία παραμένει βιώσιμη.

Η τεχνολογία του σκυροδέματος ως υπερπυκνωτής είναι ακόμη στα πρώτα της βήματα, αλλά ήδη φαίνεται να ανοίγει νέες δυνατότητες για την αποθήκευση ενέργειας και την ενεργειακή αυτονομία των κατοικιών. Εάν η έρευνα συνεχιστεί με επιτυχία, αυτός ο τύπος τεχνολογίας θα μπορούσε να καταστήσει τα σπίτια και τις πόλεις πιο ενεργειακά ανεξάρτητα και βιώσιμα, ενώ παράλληλα να μειώσει την εξάρτησή από υλικά, όπως το λίθιο, που έχουν περιορισμένα αποθέματα.

Διαβάστε ακόμη