Cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) continuam a desenvolver a ideia de uma bateria de cimento, que promete mudar fundamentalmente a abordagem da construção. Em 2023, os cientistas desenvolveram o concreto de carbono condutor de elétrons (EC3), misturando cimento, água e negro de fumo, transformando tijolos, fundações e lajes de concreto em supercapacitores para armazenar energia renovável. A nova bateria superou todas as expectativas.
Fonte da imagem: MIT
Graças aos avanços tecnológicos, incluindo a capacidade de estudar os elementos estruturais da bateria de concreto durante a operação usando tomografia de fibra óptica e outras ferramentas, a capacidade de armazenamento de energia foi aumentada em nove vezes, aproximando a tecnologia da aplicação prática na construção civil.
As principais características do concreto aprimorado são impressionantes: apenas 5 m³ de material — o volume de uma parede típica de porão — são suficientes para atender às necessidades diárias de energia de uma casa média. Anteriormente, eram necessários 45 m³ para o mesmo propósito, tornando a tecnologia menos atraente. Um metro cúbico de ec3, comparável em tamanho a uma geladeira, armazena mais de 2 kWh de energia, o suficiente para alimentar a mesma geladeira por um dia.
Aprimoramentos também foram alcançados na busca pelo eletrólito ideal — ele é impregnado na camada de concreto entre os eletrodos de cimento, incorporando negro de fumo purificado. Um eletrólito orgânico à base de acetonitrila com sais de amônio quaternário provou ser o melhor, aumentando a eficiência do armazenamento de energia.
Para demonstrar as capacidades do concreto ec3, a equipe do MIT inspirou-se na arquitetura romana antiga e criou um modelo de arco incorporando eletrodos supercapacitores. Essa estrutura não apenas suportou as cargas correspondentes, como também alimentou iluminação LED de 9 V, ilustrando a combinação de capacidade de carga e armazenamento de energia.
Um elemento pré-fabricado de concreto impregnado com eletrólito alimenta um ventilador e um console de videogame.
À medida que a carga aumentava, um efeito interessante foi observado: o LED começou a piscar, o que, segundo os cientistas, poderia servir como um exemplo de um sistema integrado de automonitoramento para a estrutura. Em edifícios reais, essa combinação de arco e bateria poderia sinalizar o estresse do material causado pelo vento ou outros fatores, permitindo o monitoramento da integridade da estrutura.
Este trabalho pode ser visto como os primeiros passos para reimaginar o concreto — o material mais comum no planeta — como um elemento multifuncional de energia limpa, facilitando o desenvolvimento de soluções de armazenamento de energia solar e eólica.