Investigadores crean la primera batería recargable a base de cemento
El objetivo es que los edificios puedan almacenar energía en su propia estructura.
El almacenamiento de energía renovable, especialmente eólica y solar, sigue siendo un desafío. Pero los científicos de la Universidad Técnica de Chalmers en Suecia están dando un gran paso hacia la creación de una batería ecológica hecha de cemento. El proyecto, aún en fase de prototipo, se centra en la construcción civil.
En busca de materiales sostenibles y escalables, los investigadores Emma Zhang y Luping Tang, del Departamento de Arquitectura e Ingeniería Civil, crearon un nuevo concepto de baterías recargables. El proceso primero implica una mezcla a base de cemento, con pequeñas cantidades de fibras de carbono cortas añadidas para aumentar la conductividad y la resistencia a la flexión. Así que incrustado en la mezcla hay una malla de fibra de carbono recubierta de metal: hierro para el ánodo y níquel para el cátodo. Es el primer concepto de este tipo en el mundo.
“Los resultados de estudios previos que investigaron la tecnología de baterías de concreto mostraron un rendimiento muy bajo, por lo que nos dimos cuenta de que teníamos que pensar fuera de la caja para encontrar otra forma de producir el electrodo. Esta idea particular que desarrollamos, que también es recargable, nunca se había explorado antes. Ahora tenemos una prueba de concepto a escala de laboratorio”, explica Emma Zhang.
El estudio produjo una batería recargable a base de cemento con una densidad de energía promedio de 7 vatios-hora (Wh) por metro cuadrado. La densidad de energía se usa para expresar la capacidad de la batería y, en este caso, la densidad aún es baja en comparación con las baterías comerciales, sin embargo, dicha limitación se puede superar gracias al gran volumen en el que se puede construir la batería cuando se usa en edificios. .
Batería recargable
El hecho de que la batería sea recargable es una cualidad importante, con varias posibilidades de uso si se desarrolla y comercializa el concepto. Los investigadores destacan aplicaciones que pueden variar desde encender LED, proporcionar conexiones 4G en áreas remotas o incluso protección catódica, una técnica utilizada para controlar la corrosión de las superficies metálicas.
“También podría combinarse con paneles de celdas solares , por ejemplo, para proporcionar electricidad y convertirse en la fuente de energía para sistemas de monitoreo en carreteras o puentes, donde los sensores operados por una batería de concreto podrían detectar grietas o corrosión”, sugiere Emma. .
El concepto de usar estructuras y edificios de esta manera podría ser revolucionario, ya que ofrecería una solución alternativa a la crisis energética al proporcionar un gran volumen de almacenamiento de energía .
El hormigón, que se forma mezclando cemento con otros ingredientes, es el material de construcción más utilizado en el mundo. Desde el punto de vista de la sustentabilidad, está lejos de ser ideal, pero el potencial para agregar funcionalidad puede ofrecer una nueva dimensión.
Desafíos
Si la idea prospera, posiblemente en el futuro, un edificio completo de hormigón de 20 pisos podría almacenar energía renovable como una batería gigante . Sin embargo, hasta el momento, la idea aún se encuentra en una etapa inicial. Antes de que la comercialización de la tecnología se haga realidad, será necesario desarrollar otras soluciones.
Entre las cuestiones técnicas a resolver está la extensión de la vida útil de la batería y el desarrollo de métodos de reciclaje. “Dado que la infraestructura de hormigón generalmente se construye para durar 50 o incluso 100 años, las baterías deberían refinarse para que coincidan o para que sean más fáciles de cambiar y reciclar cuando su vida útil haya terminado. Por ahora, esto ofrece un gran desafío desde el punto de vista técnico”, explica Emma.
En cualquier caso, no hay duda de que la innovación tiene mucho que ofrecer. “Estamos convencidos de que este concepto es una gran contribución para permitir que los materiales de construcción del futuro tengan funciones adicionales, como fuentes de energía renovable”, concluye Luping Tang.
El proyecto de investigación fue financiado por la Agencia Sueca de Energía y el artículo científico sobre la batería de hormigón recargable está disponible aquí .
