باحثون يصنعون خرسانة قادرة على شحن بطاريات المركبات الكهربائية

يعتقد مجموعة من الباحثينفي  معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا والعاملين في معهد Wyss للهندسة المستوحاة أنه يمكن صناعة خرسانة قادرة على شحن المركبات الكهربائية.

تتميز هذه التقنية بأنها تجمع بين المواد المتوفرة عالمياً والتي يمكن دمجها بسهولة من الإسمنت والماء وأسود الكربون، يقومون بتحويل الخرسانة إلى نوع بسيط من البطاريات يسمى الموصل الفائق.

مع تحول العالم إلى توليد الطاقة المتجددة، تصبح قضية تخزين الطاقة مصدر قلق متزايد. تميل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح إلى توليد الطاقة فقط في أوقات معينة من اليوم، مما يعني أنه يجب تخزين الطاقة من أجل تزويد المنازل بالطاقة في الليل.

تحويل الخرسانة إلى بطارية لشحن المركبات

مجموعة الباحثين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا العاملين في معهد Wyss للهندسة المستوحاة من الأحياء ليسوا أول من اكتشف مفهوم تحويل الخرسانة إلى بطارية، ولكن ربما وجدوا أسهل طريقة للقيام بذلك، وفقاً لتقارير مجلة ساينس العلمية، حيث وجدوا أن المشكلة هي أن الأسمنت، أحد المكونات الرئيسية للخرسانة، موصل سيئ.

وقد أدى ذلك إلى تشريبه بمواد عالية التوصيل مثل الجرافين والأنابيب النانوية الكربونية، من أجل تحويله إلى مكثف. على الرغم من أن هذا يعمل، إلا أن المواد يصعب صنعها، وبالتالي فهي باهظة الثمن.

كان فريق معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) يبحث عن بدائل أرخص، وتوصل إلى فكرة استخدام أسود الكربون (مادة استخدمها البشر لآلاف السنين كصبغة سوداء) وقد نجحت. والأفضل من ذلك، أن المواد نوعاً ما تريد بشكل طبيعي إنشاء مكثف فائق.

فقالوا: "يتم استهلاك الماء بشكل منهجي من خلال تفاعلات ترطيب الأسمنت، ويؤثر هذا الترطيب بشكل أساسي على جزيئات الكربون النانوية لأنها كارهة للماء (طارد للماء)، لذا أسود الكربون يتم تجميعه ذاتياً في سلك موصل متصل."

في الواقع، يشكل أسود الكربون نفسه في صورة كسورية بمساحة سطحية هائلة لحمل الشحنة الكهربائية. بالاقتران مع إلكتروليت بسيط مصنوع من البوتاسيوم والماء، فإنه يصنع ما يرقى إلى بطارية.

تطوير الخرسانة بالكربون الأسود

حتى الآن، لم يصنع الفريق سوى مكثف فائق بحجم زر يمكنه تشغيل ضوء LED، ومع ذلك، فإنه يتنبأ بأن كتلة من الخرسانة النانوية المطلية بالكربون الأسود بحجم أساس المنزل تقريباً يمكن أن تخزن كمية الطاقة التي يستخدمها المنزل تقريباً في يوم واحد.

ويضيف الفريق أنه يمكن استخدام المواد في صنع الطرق أيضاً. في هذا السيناريو، يمكن أن يكون السطح عبارة عن بطارية، ويمكن لطواحين الهواء أو الألواح الشمسية الموجودة بجانبه شحنه. مع إضافة التكنولوجيا الاستقرائية إليه، يمكنه شحن المركبات الكهربائية أثناء قيادتها لها.

على الرغم من وجود بعض المفاضلات من حيث القوة، إلا أن الباحثين يقولون إن هناك حاجة إلى نسبة صغيرة بما يكفي من أسود الكربون بحيث لا يزال من الممكن استخدام الخرسانة في معظم السيناريوهات حيث يتم استخدامها بالفعل اليوم.