This post is also available in:
English (אנגלית)
הבטון, שמזוהה כיום עם תמיכה במבנים עשוי בקרוב למלא תפקיד נוסף – לאגור אנרגיה. לפי דיווח של TechXplore, מחקר חדש ב-MIT הוביל לשיפור משמעותי ביכולות של בטון לאגור אנרגיה, הידוע בשם בטון פחמני מוליך אלקטרונים או ec³. חומר חדשני זה מסוגל לאגור ולשחרר אנרגיה חשמלית, ובכך להפוך רכיבים מבניים כמו קירות ומדרכות לקבלי-על גדולים.
הגרסה העדכנית של ec³ מייצגת קפיצה של כמעט פי עשר ביכולת האגירה בהשוואה לעיצובים קודמים, הודות להרכב אלקטרוליט משופר ולשינויים בתהליך הייצור של החומר. השיפור הזה משמעותי עד כדי כך שכדי לספק את צריכת האנרגיה היומית של בית טיפוסי, נדרשים רק כ-5 מטרים מעוקבים שלec³ , לעומת 45 מטרים מעוקבים – מעבר מהיקף של מרתף לגודל של קיר יחיד בלבד.
בלב התקדמות זו עומדת הבנה מעמיקה יותר של האופן שבו חלקיקי ננו של פחמן שחור יוצרים מסלולים מוליכים בתוך הבטון. באמצעות טומוגרפיית FIB-SEM (טכניקת הדמייה ברזולוציה גבוהה), החוקרים שחזרו את המבנה ננו הפנימי של ec³. הם גילו רשת דמוית קורי עכביש, פרקטלית, המקיפה את נקבוביות החומר, ומאפשרת אינטראקציה יעילה עם האלקטרוליט וזרימה חשמלית משופרת.
הבנה זו אפשרה לחוקרים לבחון שילובים חדשים של אלקטרוליטים. במיוחד, אלקטרוליטים אורגניים המכילים מלחים אמוניים רבעוניים ואציטוניטריל הניבו את התוצאות הטובות ביותר. גרסה זו מסוגלת לאגור יותר מ-2 שעות קילוואט למטר מעוקב, שזה מספיק כדי להפעיל מקרר למשך יום שלם.
צוות החוקרים גם שיפר את שיטת ההחדרה של האלקטרוליטים לחומר. במקום להשרות את אלקטרודות הבטון לאחר הכבישה, הם מערבבים את האלקטרוליט ישירות עם המים לפני היציקה. שיטה זו לא רק שמפשטת את תהליך הייצור, אלא גם מאפשרת יצירת אלקטרודות עבות ובעלות קיבולת גבוהה יותר.
מעבר לאגירת אנרגיה, ec³ עשוי להציע פונקציות נוספות – כמו ניטור מבני. בהדגמה שנערכה, קשת קטנה עשויה ec³ הפעילה נורת LED, כאשר הופעל עליה לחץ, האור ריצד – ייתכן שכביטוי לשינויי מאמץ בזמן אמת בתוך המבנה.
הודות ליכולת ההרחבה, העמידות וההתאמה שלו לשיטות בנייה קיימות, ec³ מהווה כלי מבטיח לשילוב אגירת אנרגיה בתשתיות עצמן. יישומים עתידיים עשויים לכלול כבישים נטענים עצמאית, מבנים מחוץ לרשת החשמל, ומבנים תומכים למערכות אנרגיה מתחדשת כמו חוות רוח ימיות.
ככל שהפיתוח מתקדם,ec³ מסמן שינוי באופן שבו אנו חושבים על אנרגיה ותשתיות. על ידי שילוב יכולות אגירה בתוך חומרים שכבר נמצאים בשימוש נרחב בבנייה, טכנולוגיה זו מציעה מסלול מעשי ואולי אף בעל השפעה סביבתית נמוכה לתמיכה במערכות אנרגיה מתחדשות. ההתקדמות עד כה מרמזת כי בטון לאגירת אנרגיה עשוי למלא תפקיד משמעותי בצמצום התלות בסוללות מסורתיות ובהרחבת היכולות של הסביבה הבנויה.
