Biến bê tông thành siêu tụ điện

Một bước đột phá trong lưu trữ năng lượng

Các nhà nghiên cứu tại Viện công nghệ Massachusettes (MIT) đã phát hiện ra rằng việc kết hợp bê tông và muội than với nước có thể tạo thành một hệ thống siêu tụ điện đáng kinh ngạc để lưu trữ năng lượng. Theo trang New Atlas, năng lượng thu được từ khối bê tông này có thể đáp ứng nhu cầu điện năng của gia đình hoặc thậm chí ô tô điện sạc nhanh.

Sự kết hợp tạo ra siêu tụ điện mạnh mẽ

Nhóm nghiên cứu tại MIT đã phối trộn nano carbon đen (muội than) vào bê tông và tạo ra một khối bê tông pha tạp. Theo các chuyên gia, khối bê tông này, với kích thước khoảng 45m³, có thể lưu trữ khoảng 10kWh điện. Điều này đủ để cung cấp cho một hộ gia đình trung bình ở Mỹ khoảng 1/3 lượng điện năng tiêu thụ hàng ngày.

Cơ chế hoạt động độc đáo

Muội than trong bê tông sẽ tạo ra các cấu trúc điện cực kết nối tự nhiên trong quá trình bê tông cứng lại. Quá trình này tận dụng cách nước phản ứng với bê tông, tạo ra các kênh “đường ống” trong bê tông. Muội than sẽ di chuyển tự nhiên vào các kênh này và tạo thành các cấu trúc điện cực carbon.

Siêu tụ điện siêu mạnh

Cấu trúc của các cấu trúc điện cực này có hình dạng fractal (phân dạng), với các nhánh lớn tách ra thành các nhánh nhỏ hơn. Điều này tạo ra một diện tích bề mặt lớn cho các điện cực, cho phép chúng hoạt động với hiệu suất cao. Siêu tụ điện này có khả năng sạc và xả năng lượng gần như ngay lập tức, giúp tăng mật độ năng lượng và hiệu suất so với pin lithium tiêu chuẩn.

Triển vọng và ứng dụng

Hiện tại, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm thành công siêu tụ điện bê tông này trên quy mô nhỏ. Họ đã tạo ra các siêu tụ điện nhỏ 1V và sử dụng chúng để thắp sáng đèn LED 3V. Nhóm nghiên cứu đang tiếp tục nghiên cứu trên các khối bê tông lớn hơn, với mục tiêu đạt được khả năng lưu trữ năng lượng lên đến 10kWh.

Giáo sư Franz-Josef Ulm của MIT, một trong các tác giả nghiên cứu, nhận định rằng đây là một công nghệ có khả năng mở ra nhiều cơ hội. Từ việc thắp sáng một chiếc đèn LED trong vài giây đến cung cấp năng lượng cho một ngôi nhà, siêu tụ điện bê tông mang trong mình tiềm năng thay đổi cách chúng ta lưu trữ và sử dụng năng lượng trong tương lai.

Nghiên cứu này đã được công bố trên Kỷ yếu của Viện hàn lâm Khoa học quốc gia Mỹ (PNAS).

Theo: https://khoahoc.tv/cac-nha-khoa-hoc-mit-bien-be-tong-thanh-sieu-tu-dien-129328