O descoperire cu impact enorm pentru viitor Promisiunea majorității surselor de energie regenerabilă este aceea a unei puteri infinite și curate, dăruită nouă de Soare, vânt și mare. Totuși, Soarele nu strălucește mereu, vântul nu bate întotdeauna și apele calme nu sunt, în termeni de megawați, atât de adânci. Acestea sunt surse de energie intermitente, ceea ce, în lumea noastră modernă, înfometată de energie, reprezintă o problemă. Aceasta înseamnă că trebuie să stocăm acea energie în baterii. Dar bateriile se bazează pe materiale precum litiul, care se află într-o cantitate mult mai mică decât cea necesară pentru a satisface cererea creată de efortul global de a decarboniza sistemele energetice și de transport. Există 101 mine de litiu în lume, iar analiștii economici sunt pesimiști în privința capacității acestor mine de a ține pasul cu cererea globală în creștere. Analiștii de mediu observă că extracția litiului consumă multă energie și apă, ceea ce diminuează beneficiile ecologice ale trecerii la surse de energie regenerabilă. Procesele implicate în extracția litiului pot, de asemenea, duce uneori la scurgeri de substanțe chimice toxice în sursele locale de apă. În ciuda unor noi descoperiri de rezerve de litiu, cantitatea finită a acestui material, dependența excesivă de doar câteva mine din lume și impactul său asupra mediului au condus la căutarea unor materiale alternative pentru baterii. Cum a început totul? Betonul este poate cel mai folosit material de construcție din lume. Cu puțină ajustare, ar putea să ne ajute și la alimentarea caselor. Pe o bancă de laborator din Cambridge, Massachusetts, stă un teanc de cilindri lucioși din beton de culoare neagră, scăldați în lichid și înfășurați în cabluri. Pentru un observator ocazional, aceștia nu fac prea multe. Dar apoi, Damian Stefaniuk apasă un comutator. Blocurile de piatră artificială sunt conectate la un LED – și becul pâlpâie și se aprinde. „La început nu am crezut,” spune Stefaniuk, descriind prima dată când LED-ul s-a aprins. „Am crezut că nu am deconectat sursa externă de alimentare și de aceea era LED-ul aprins. A fost o zi minunată. Am invitat studenți și profesori să vadă, pentru că la început nici ei nu credeau că funcționează.” Motivul entuziasmului? Această bucată inofensivă și întunecată de beton ar putea reprezenta viitorul stocării energiei. Damian Stefaniuk a reușit să folosească un supercapacitor din ciment carbon pentru a alimenta un dispozitiv de jocuri portabil (Credit: Damian Stefaniuk). Stadiul actual Promisiunea majorității surselor de energie regenerabilă este aceea a unei puteri infinite și curate, dăruită nouă de Soare, vânt și mare. Totuși, Soarele nu strălucește mereu, vântul nu bate întotdeauna și apele calme nu sunt, în termeni de megawați, atât de adânci. Acestea sunt surse de energie intermitente, ceea ce, în lumea noastră modernă, înfometată de energie, reprezintă o problemă. Aceasta înseamnă că trebuie să stocăm acea energie în baterii. Dar bateriile se bazează pe materiale precum litiul, care se află într-o cantitate mult mai mică decât cea necesară pentru a satisface cererea creată de efortul global de a decarboniza sistemele energetice și de transport. Există 101 mine de litiu în lume, iar analiștii economici sunt pesimiști în privința capacității acestor mine de a ține pasul cu cererea globală în creștere. Analiștii de mediu observă că extracția litiului consumă multă energie și apă, ceea ce diminuează beneficiile ecologice ale trecerii la surse de energie regenerabilă. Procesele implicate în extracția litiului pot, de asemenea, duce uneori la scurgeri de substanțe chimice toxice în sursele locale de apă. În ciuda unor noi descoperiri de rezerve de litiu, cantitatea finită a acestui material, dependența excesivă de doar câteva mine din lume și impactul său asupra mediului au condus la căutarea unor materiale alternative pentru baterii. Advertisement Aici intervin Stefaniuk și betonul său. El și colegii săi de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) au găsit o modalitate de a crea un dispozitiv de stocare a energiei cunoscut sub numele de supercapacitor din trei materiale de bază, ieftine – apă, ciment și o substanță asemănătoare funinginei numită carbon negru. Supercapacitorii sunt extrem de eficienți în stocarea energiei, dar diferă de baterii în câteva moduri importante. Ei se pot încărca mult mai rapid decât o baterie cu ion de litiu și nu suferă de aceleași niveluri de degradare a performanței. Totuși, supercapacitorii eliberează rapid energia stocată, ceea ce îi face mai puțin utili în dispozitive precum telefoane mobile, laptopuri sau mașini electrice, unde este necesară o sursă constantă de energie pe o perioadă extinsă de timp. Cu toate acestea, conform lui Stefaniuk, supercapacitorii din carbon-ciment ar putea aduce o contribuție importantă la eforturile de decarbonizare a economiei globale. „Dacă tehnologia poate fi scalată, aceasta poate ajuta la rezolvarea unei probleme importante – stocarea energiei regenerabile,” spune el. El și colegii săi de la MIT și de la Institutul Wyss pentru Inginerie Inspirată Biologic de la Universitatea Harvard, preconizează mai multe aplicații pentru supercapacitorii lor. Cercetătorii de la MIT lucrează la scalarea supercapacitorului lor din ciment carbon pentru a putea fi utilizat în diverse aplicații (Credit: Getty Images). Perspective de viitor Una dintre aplicații ar putea fi crearea de drumuri care stochează energie solară și apoi o eliberează pentru a reîncărca wireless mașinile electrice în timp ce acestea circulă pe drum. Eliberarea rapidă a energiei din supercapacitorul din carbon-ciment ar permite vehiculelor să primească un impuls rapid pentru bateriile lor. O altă aplicație ar fi utilizarea fundațiilor caselor pentru stocarea energiei – „să avem pereți, fundații sau coloane care nu doar susțin o structură, ci și stochează energie în interiorul lor”, spune Stefaniuk. Problemele întâmpinate Totuși este încă devreme. Deocamdată, supercapacitorul din beton poate stoca puțin sub 300 watt-oră pe metru cub – suficient pentru a alimenta un bec LED de 10 wați timp de 30 de ore. „Puterea poate părea mică în comparație cu bateriile convenționale, [dar] o fundație cu 30-40 de metri cubi (1.060-1.410 picioare cubice) de beton ar putea fi suficientă pentru a satisface nevoile zilnice de energie ale unei case rezidențiale,” spune Stefaniuk. „Având în vedere utilizarea pe scară largă a betonului la nivel global, acest