Supercondensatori di cemento per vincere la dipendenza energetica

Siamo nel 2021, e i ricercatori del MIT cominciano a sviluppare un’idea: costruire un supercondensatore che usi il cemento come materiale costituente. Arriviamo nel 2023, e siamo arrivati ai primi studi pubblicati.

Prima di parlare della vicenda però dobbiamo spiegare la differenza tra condensatore, batteria e supercondensatore.

Supercondensatori di cemento per vincere la dipendenza energetica (e pile di Play-Doh)

Detto in modo semplice e omettendo tutti i dati non necessari per non rendere l’esposizione tediosa, una batteria è un dispositivo che conserva energia elettrica sotto forma di energia chimica, per riconvertirla alla bisogna in energia elettrica. Un condensatore conserva l’energia sottoforma di un campo elettrostatico e la restituisce come energia.

Batterie e condensatori

Una batteria fornisce energia ad un circuito, un condensatore solitamente si occupa di ricevere, conservare e rilasciare energia in un circuito: pensate ad esempio come abbiamo visto ad un telefono cellulare o un computer portatile, dove la batteria ricaricabile fornisce energia e gli svariati condensatori all’interno del dispositivo fanno in modo che quell’energia sia esattamente dove deve essere.

Proprio per questo una batteria scarica la sua energia in un tempo piuttosto lungo, un condensatore in un tempo quasi istantaneo. Una batteria si carica lentamente e si scarica lentamente: lasci il tuo cellulare qualche ora attaccato alla presa, lo usi per un giorno o due. Un condensatore si carica istantaneamente e si scarica istantaneamente: se smetti di fornirgli energia, si scarica in poco tempo.

Nel mezzo vivono i “supercondensatori”, condensatori in grado di accumulare una carica elettrica eccezionalmente più grande rispetto ai condensatori normali. La densità di potenza di un supercondensatore è generalmente 10 volte maggiore di una batteria convenzionale, il che significa che sono in grado di eseguire cicli di carica / scarica molto più rapidi hanno un ciclo di vita notevolmente più lungo, un intervallo di temperatura di funzionamento più ampio e una velocità di scarica di picco elevata per carichi che richiedono potenza elevata per una breve durata.

Possono, tenuto conto delle citate differenze, di fatto sostituire nell’uso quotidiano le batterie per alcune applicazioni specifiche, come ad esempio l’eolico o il recupero di energia nei veicoli ibridi.

E qui scatta il progetto del MIT

Il progetto del MIT

L’idea del MIT è mescolare il nerofumo al cemento: così facendo si ottiene un cemento che perde parte della sua resistenza strutturale (ma dosando accuratamente il nerofumo non tanta), ma trasforma un blocco di cemento in un enorme supercondensatore che può essere completato con un elettrolita standard, una rete di nerofumo con elettrolita che trasforma il cemento in materiale in grado di stivare grandi quantità di elettricità.

Così grandi da simulare il comportamento di una batteria: una “casa del domani” potrebbe avere ad esempio, aggiustando la percentuale di nerofumo e cemento per preservare la stabilità strutturale, fondamenta o un seminterrato in cemento “elettrico” per conservare energia elettrica proveniente da pannelli solari, o una turbina eolica potrebbe avere una base in “supercondensatore”.

Un blocco di supercondensatori in calcestruzzo solido con un volume di 45 metri cubi potrebbe immagazzinare circa 10kWh di elettricità.

Naturalmente parliamo ancora di studi teorici, e bisognerà fare ancora molti passi avanti per arrivare alla realizzabilità.

Ma sappiamo che si può alimentare un orologio creando una pila di Volta con Playdoh e dischetti metallici ed abbiamo visto il progetto di una batteria a CO2.

La rivoluzione energetica potrebbe essere vicina.