Ce nouvel additif peut transformer les dalles de béton en énergie rapide

Une découverte révolutionnaire révélée par des chercheurs du MIT pourrait potentiellement changer complètement la façon dont l’énergie est stockée. Ils ont découvert que le béton peut s’auto-assembler pour former un supercondensateur de stockage d’énergie capable d’alimenter des maisons ou de recharger rapidement des voitures électriques en combinant du ciment et du noir de carbone avec de l’eau. En supprimant les électrodes maillées et en permettant au noir de carbone de construire ses propres structures d'électrodes connectées tout au long du processus de durcissement, cette nouvelle recherche fait progresser les travaux antérieurs sur l'utilisation du béton pour le stockage d'énergie.

La magie opère grâce à la réaction entre l’eau et le ciment dans le béton. À mesure que le béton durcit, l’eau forme un réseau de canaux ramifiés et le noir de carbone migre naturellement dans ces canaux. Cela crée des électrodes de carbone avec une surface incroyablement grande dans tout le béton. Une fois le béton baigné dans un électrolyte standard, comme le chlorure de potassium, ces électrodes de carbone fonctionnent comme les plaques d'un supercondensateur. Les supercondensateurs offrent une densité de puissance élevée et des capacités de charge et de décharge rapides par rapport aux batteries au lithium standard.

Bien qu’il existe un compromis entre la densité énergétique et la résistance du béton lors de l’ajout de plus de noir de carbone, le potentiel de stockage d’énergie est impressionnant. Un bloc de 1 589 pieds cubes (45 m3) de béton dopé au noir au nanocarbone peut stocker environ 10 kWh d’électricité. Cette quantité est suffisante pour couvrir environ un tiers de la consommation électrique d'une maison américaine moyenne ou pour réduire considérablement les factures d'énergie du réseau lorsqu'elle est combinée avec un panneau solaire de taille décente sur le toit.

Ce qui rend cette technologie encore plus prometteuse, c’est son évolutivité. L'équipe du MIT a testé les supercondensateurs en béton à différentes échelles, depuis les minuscules supercondensateurs de 1 volt jusqu'aux blocs de la taille d'une batterie de voiture. L’équipe vise désormais une version de 1 589 pieds cubes et 10 kWh pour des démonstrations à plus grande échelle.

Au-delà de son application potentielle dans les habitations, ce béton accumulateur d’énergie peut être utilisé dans divers projets d’infrastructures. L’associer à des panneaux solaires en bord de route et à des bobines de charge inductives pourrait conduire à des routes de recharge sans fil pour véhicules électriques ultra-rapides et accessibles en voiture. De plus, les supercondensateurs en béton peuvent compléter les batteries chimiques à vitesse de rotation plus lente dans les grandes installations de stockage d'énergie basées sur un réseau, permettant à la fois des sursauts de puissance rapides et des contributions de plus longue durée à des niveaux de puissance inférieurs.

Il reste cependant quelques incertitudes à lever. La capacité du béton à survivre aux éléments extérieurs et s'il peut être coulé sur place pour être auto-assemblé sur place sont encore inconnues. Comprendre comment ces supercondensateurs en béton doivent être reliés et manipulés est également crucial pour des raisons de sécurité.

Dans l’ensemble, cette découverte étonnante ouvre un large éventail d’options pour le stockage d’énergie utilisant le béton, une substance fréquemment utilisée dans divers bâtiments. À mesure que la recherche et le développement progressent, nous pourrions assister à un moment où nos infrastructures et nos bâtiments serviront de solutions de stockage d’énergie efficaces et durables en plus de leurs rôles actuels de structures fonctionnelles. Des progrès significatifs vers un avenir plus vert et plus durable pourraient être réalisés en réduisant notre dépendance aux sources d’électricité conventionnelles et en réduisant les effets environnementaux.