Le mélange de béton se forme automatiquement

Des chercheurs du MIT ont découvert qu'en mélangeant du ciment et du noir de carbone avec de l'eau, le béton obtenu peut s'auto-assembler en un supercondensateur de stockage d'énergie. Ce supercondensateur a la capacité d’alimenter une maison ou de recharger rapidement des voitures électriques. Ce développement porte le stockage d’énergie à l’aide du béton à un niveau supérieur, car il élimine le besoin d’électrodes maillées dans le béton. Au lieu de cela, le noir de carbone forme ses propres structures d'électrodes connectées pendant le processus de durcissement.

L'eau et le ciment réagissent ensemble de manière à créer un réseau de canaux de ramification dans le béton à mesure qu'il durcit. Le noir de carbone migre naturellement dans ces canaux, formant des électrodes de carbone de grande surface dans tout le béton. Une fois le béton baigné dans un électrolyte standard, comme le chlorure de potassium, ces canaux font office de plaques d'un supercondensateur. Les supercondensateurs sont capables de se charger et de se décharger presque instantanément, ce qui se traduit par une densité de puissance et un rendement plus élevés par rapport aux batteries au lithium standard. Cependant, le compromis est que la densité énergétique est plus faible et que l’ajout de plus de noir de carbone affaiblit le béton.

Ce dispositif de stockage d'énergie en béton est avantageux car il n'a pas besoin d'être petit. Le béton est généralement utilisé en grandes quantités à des fins de construction. En fait, une maison américaine moyenne d’environ 2 000 pieds carrés utilise environ 31 mètres cubes de béton. L’équipe du MIT estime qu’un bloc de 1 589 pieds cubes de béton dopé au noir au nanocarbone peut stocker environ 10 kWh d’électricité, ce qui est suffisant pour couvrir un tiers de la consommation électrique d’une maison américaine moyenne.

L'équipe du MIT a testé ces supercondensateurs en béton à petite échelle, allumant une LED de 3 volts en utilisant des paires de disques d'électrodes découpés dans le béton. Ils travaillent actuellement sur des démonstrations à plus grande échelle, visant une version de 1 589 pieds cubes et 10 kWh. Cette technologie présente un potentiel important pour diverses applications, notamment l'association de supercondensateurs en béton avec des panneaux solaires en bord de route et des bobines de charge inductives pour les routes de recharge sans fil des véhicules électriques. De plus, il pourrait potentiellement être utilisé dans de grandes installations de stockage d’énergie basées sur un réseau. Cependant, il n’est pas clair si ce béton conviendrait à une utilisation en extérieur ou s’il peut être coulé sur place pour s’auto-assembler. La recherche est en libre accès et publiée dans la revue PNAS.