Baterie i superkapacitory (též superkondenzátor, supercapacitor) ukládají energii, kterou lze využít v rozmanitých zařízeních a technologiích. Baterie to dělají pomocí chemických reakcí, kdežto superkapacitory k tomu využívají elektrostatické jevy.
Důsledkem toho je, že baterie mají mnohem vyšší energetickou hustotu než superkapacitory a mohou uchovávat náboj po mnohem delší dobu. Superkapacitory ale zase mají jednoznačně navrch v rychlosti nabíjení a vybíjení. To se hodí všude tam, kde je zapotřebí dodat velké množství energie v krátkém čase. Navíc vydrží podstatně více nabíjecích a vybíjecích cyklů než běžné baterie.
Právě toho chtěl využít tým vědců Harbin Institute of Technology a Čínské akademie věd, který se pustil do vývoje superkapacitoru na bázi cementu. Podobně jako v dřívějším výzkumu z MIT začali kombinací uhlíkových nanotrubic, sazí a cementu, z níž připravili tiskovou směs pro výrobu elektrod. Tuto směs pomocí 3D tiskárny nanesli na malou betonovou desku v podobě vzoru připomínajícího do sebe zapadající prsty.
Po následné hydrataci cementu se póry v materiálu naplnily vodou. Díky tomu se mezi vytištěnými elektrodami mohly snadno pohybovat nabité ionty, což umožnilo ukládání elektrického náboje. Když pak Wencai Ren a jeho kolegové na jednu betonovou desku vytiskli tři takové superkapacitory a propojili je vodiči, dokázali jimi napájet malou soustavu světelných diod LED. Zařízení fungovalo i při teplotách kolem nuly, při poklesu teploty přibližně k mínus 18 °C však přestalo pracovat. Další výzkum se proto zaměří na zlepšení funkčnosti této technologie v chladném prostředí.
##seznam_reklama##
Samotný cement přitom dosahoval pevnosti v tlaku srovnatelné s běžným komerčním betonem používaným například na desky nebo schodiště. Protože superkapacitory nemohou uchovávat náboj příliš dlouho, tvůrci počítají s tím, že by celé cementové zařízení bylo připojeno k solárnímu panelu nebo jinému obnovitelnému zdroji energie. Ten by je průběžně dobíjel, takže by bylo stále připravené k použití jako zdroj energie pro dotyčnou budovu.
Video: How MIT's New Concrete Stores 10x More Energy
Literatura