Gabriel V.
En bref: Le ciment et le noir de carbone sont deux des matériaux les plus omniprésents de l’histoire de l’humanité. Actuellement, les scientifiques affirment qu’ils pourraient également ouvrir la voie à l’avenir de la consommation d’énergie.
Des chercheurs du MIT ont trouvé un moyen de créer un matériau innovant de stockage d’énergie en mélangeant du ciment, de l’eau et du noir de carbone. La conception est scalable et pourrait être utilisée pour transformer les routes ou les bâtiments en sources d’énergie renouvelable. Le secret derrière cette nouvelle conception réside dans la méthode de mélange des matériaux de base pour produire un supercondensateur.
Des chercheurs ont déjà tenté de conférer des propriétés de batterie à des matériaux structurels en mélangeant du béton avec des nanotubes de carbone à base de graphène. Cependant, les nanotubes sont chers à produire et ne sont pas facilement scalable pour des applications réelles. Le noir de carbone, en revanche, est un matériau produit par la combustion incomplète du charbon, de la matière végétale ou du combustible, et il offre une alternative plus économique aux nanotubes en raison de sa disponibilité abondante.
L’équipe a découvert que lorsqu’il est mélangé avec de l’eau et du ciment, le noir de carbone forme un réseau « fractal » de conduction d’électrons. Ils ont ensuite façonné le produit final en petites plaques mesurant 1 mm d’épaisseur sur 10 mm de largeur et les ont enveloppées dans une membrane de chlorure de potassium, un matériau d’électrolyte standard, pour créer une structure semblable à un sandwich.
Deux électrodes fabriquées à partir de ce matériau sont séparées par une couche isolante, ont déclaré les scientifiques, ce qui leur permet de former un supercondensateur très puissant. Lorsqu’elles sont alimentées en courant, les plaques peuvent allumer une série de lumières LED. L’équipe pense que le nouveau matériau pourrait être intégré dans les routes ou les bâtiments pour stocker une journée d’énergie.
Même si le mélange de base fonctionne comme un supercondensateur, conserver à la fois sa capacité de stockage d’énergie et sa résistance structurelle peut encore être un défi. Ajouter plus de noir de carbone augmente la quantité d’énergie stockée, mais le béton devient plus fragile. Les chercheurs ont découvert que le compromis idéal pour les fondations ou autres éléments structurels consistait à utiliser environ 10 % de noir de carbone dans le mélange.
Lorsque la résistance structurelle n’est pas un problème, la quantité de noir de carbone pourrait être augmentée pour créer des supercondensateurs encore plus puissants. L’ingénieur civil Franz-Josef Ulm et ses collègues du MIT travaillent maintenant sur le développement d’une batterie de 12 V équivalente pour les applications automobiles. Le prototype pourrait être disponible dans environ 18 mois et pourrait également servir de brique élémentaire pour le stockage d’énergie dans les maisons.
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