‘Cimento eletrificado’ pode transformar as fundações de edifícios em baterias gigantes

Os cientistas estão constantemente procurando por melhores maneiras de armazenar energia renovável, e os pesquisadores do MIT agora encontraram uma maneira de transformar cimento e um material antigo em um supercapacitor gigante. Potencialmente, esse cimento eletrificado poderia transformar fundações e estradas em baterias quase ilimitadas.

Para criar a nova substância, uma equipe do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, misturou cimento, água e negro de fumo – um material como um carvão fino que é criado a partir de processos de combustão incompleta. A pesquisa foi publicada no PNAS.

“O material é fascinante, porque você tem o material feito pelo homem mais usado no mundo, cimento, que é combinado com negro de fumo, que é um material histórico bem conhecido – os Manuscritos do Mar Morto foram escritos com ele”, diz Admir Masic, cientista de materiais do MIT.

“Você tem esses materiais de pelo menos dois milênios que, quando combinados de uma maneira específica, resultam em um nanocompósito condutor, e é aí que as coisas ficam realmente interessantes.”

As partículas de negro de fumo tendem a se agrupar nos vazios deixados à medida que a água é absorvida pelo cimento reativo, formando formas semelhantes a gavinhas no cimento que podem atuar como fios.

Isso ajuda na condutividade, o que significa que o cimento modificado é capaz de atuar como um supercapacitor – uma fonte de energia que funciona de forma semelhante a uma bateria, mas que armazena e libera energia elétrica muito mais rapidamente.

Um material eletrolítico padrão, como cloreto de potássio, pode então ser adicionado ao material, fornecendo as partículas carregadas que se separam – permitindo assim que o supercapacitor armazene e libere energia.

No momento, esses capacitores de cimento são relativamente pequenos, com potência suficiente para acender algumas lâmpadas de LED. Os materiais utilizados são baratos e abundantes e, em teoria, o processo deve ser capaz de crescer relativamente bem.

Em seguida, a equipe quer fazer um desses dispositivos do tamanho de uma bateria de carro.

Uma casa com uma fundação feita de cimento supercapacitor poderia armazenar energia suficiente para abastecer aquela casa por um dia, sugerem os pesquisadores – e a energia poderia ser produzida por meio de fontes renováveis, como solar ou eólica.

A mistura também pode ser implantada em estradas para alimentar veículos elétricos enquanto eles passam (uma inovação que vários projetos de pesquisa estão analisando). Existe um compromisso entre capacidade de armazenamento e resistência estrutural, mas o cimento pode ser adaptado para diferentes casos de uso dependendo da necessidade.

“Essas propriedades apontam para a oportunidade de empregar esses supercapacitores estruturais semelhantes a concreto para armazenamento de energia em massa em aplicações residenciais e industriais, desde abrigos autárquicos de energia e estradas autocarregáveis ​​para veículos elétricos até armazenamento intermitente de energia para turbinas eólicas”, disseram os pesquisadores.