A cura del Dott. Pierpaolo Piras, componente del Comitato per lo Sviluppo di Mondo Internazionale APS.
Modificando la procedura con la quale viene prodotto il cemento, questo stesso potrebbe essere in grado di accumulare grandi quantità di energia, trasformando ad esempio ogni strada in un formidabile caricabatterie per veicoli elettrici e/o immagazzinare l'energia domestica nelle fondamenta. Secondo questa tecnologia, le case del futuro potrebbero avere una struttura in grado di conservare l'energia catturata dai pannelli solari disposti, ad esempio, sul tetto, senza la necessità di detenere ingombranti batterie all’interno degli ambienti domestici.
Gli scienziati del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno sviluppato questa innovativa tecnologia per l’accumulo di energia basandola sull’utilizzo di soli due materiali, semplicissimi quanto di antica conoscenza: il cemento, utilizzato da migliaia di anni, e il nerofumo, una polvere nera usata come inchiostro per i Rotoli del Mar Morto circa 2000 anni fa.
Notoriamente, il cemento è dato dall’unione chimica di silicati di calcio con alluminati di calcio, ottenuti dalla cottura ad alta temperatura di calcare e argilla oppure di marna. Il materiale ottenuto viene finemente macinato e addizionato con gesso nella misura del 4-6% con la funzione di ritardante di presa. Il cemento così ottenuto è destinato a fungere da legante di altri materiali, variabili per forma, dimensione e natura. Il nerofumo è un pigmento, prodotto dalla combustione incompleta di composti organici come i prodotti petroliferi pesanti, catrame di carbone fossile, catrame ottenuto dal cracking dell'etilene, oppure da grassi ed oli vegetali vari.
Il nerofumo ha la virtuosa proprietà di condurre l'energia elettrica e gli studiosi del MIT hanno scoperto che, se viene mescolato con cemento e acqua in un modo specifico, forma una lunga rete ramificata di "fili" di carbonio man mano che il cemento si indurisce. Questo risultato trasforma il materiale in una sorta di supercondensatore ovvero un dispositivo capace di accogliere e conservare una carica elettrica.
A differenza di una batteria ordinaria, che funziona convertendo l'energia chimica in energia elettrica, un condensatore ha la preziosa caratteristica di non degradarsi nel tempo e di conservare la possibilità di mantenere una carica elettrica. Per supercondensatore si intende un certo tipo di condensatore capace di conservare una grande carica di elettricità. Inoltre, un condensatore viene costruito con materiali di basso costo ed eticamente accettati da tempo nella costruzione di batterie agli ioni di litio come il cobalto e il litio.
Anche il nerofumo costa poco: il che significa che tale processo in oggetto non aggiungerebbe gran che al costo di produzione del calcestruzzo. Tuttavia, potrebbe essere la straordinaria soluzione verso una delle principali sfide nel potenziamento attuale delle energie rinnovabili.
Infatti, poiché l'energia solare ed eolica non sono sempre disponibili, è essenziale costruire rapidamente un sistema - per poter immagazzinare energia nella forma più conveniente come questa - per allontanarsi il più possibile dai combustibili fossili.
Gli scienziati sono stati ispirati a lavorare con il cemento in parte perché la produzione di cemento ha una grande impronta di carbonio e poi per dargli un secondo obiettivo inteso al sostegno dell'energia rinnovabile rendendolo più sostenibile.
Il processo potrebbe essere utilizzato anche cemento di costituzione recente e alternativa che riduce le emissioni dovute alla sua produzione industriale.
In una casa, una fondazione realizzata con il materiale potrebbe potenzialmente immagazzinare tutta l'energia solare, collegata tramite cavi al tetto, quanta ne userebbe la casa in un giorno. In un parco eolico, potrebbe essere utilizzato alla base delle turbine eoliche. Il cemento potrebbe anche essere utilizzato per realizzare strade in grado di ricaricare i veicoli elettrici durante la guida.
Nel nuovo studio, i ricercatori hanno scoperto che i condensatori potrebbero essere progettati per caricarsi lentamente, come in una casa, o scaricarsi rapidamente, come in un caricabatterie per veicoli elettrici.
Dopo aver testato una versione ridotta in laboratorio, il team ora prevede di passare a dimensioni maggiori. Il primo prototipo potrebbe potenzialmente essere pronto entro 18 mesi, affermano i ricercatori.
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