El cemento que podría convertir una casa en una batería gigante

Por Tom Ough en BBC NEWS del 11 de junio de 2024

El hormigón es quizás el material de construcción más utilizado en el mundo. Con algunos ajustes, también podría ayudar a suministrar energía a nuestros hogares. En un banco de laboratorio en Cambridge, Massachusetts, una pila de cilindros pulidos de hormigón de color negro se encuentran bañados en líquido y entrelazados con cables. Para un observador casual, no están haciendo gran cosa. Pero entonces Damian Stefaniuk) https://www.linkedin.com/in/damian-stefaniuk ) acciona un interruptor. Los bloques de roca artificial se conectan a un LED y la bombilla parpadea y se enciende.
“Al principio no lo creía”, dice Stefaniuk, describiendo la primera vez que se encendió el LED. “Pensé que no había desconectado la fuente de alimentación externa y que por eso estaba encendido el LED.

“Fue un día maravilloso. Invitamos a los estudiantes y yo invité a los profesores a que lo vieran, porque al principio tampoco creían que funcionara”.
¿El motivo de la emoción?
Este inofensivo y oscuro trozo de hormigón podría representar el futuro del almacenamiento de energía.
La promesa de la mayoría de las fuentes de energía renovable es la de una energía limpia sin fin, otorgada por el sol, el viento y el mar.
Sin embargo, el sol no siempre brilla, el viento no siempre sopla y las aguas tranquilas no son, en términos de megavatios, profundas. Se trata de fuentes de energía que son intermitentes, lo que, en nuestro mundo moderno hambriento de energía, plantea un problema.
Significa que necesitamos almacenar esa energía en baterías.
Pero las baterías dependen de materiales como el litio, que es mucho más escaso de lo que probablemente se necesite para satisfacer la demanda creada por la búsqueda mundial de descarbonizar sus sistemas de energía y transporte.
Hay 101 minas de litio en el mundo y los analistas económicos son pesimistas sobre la capacidad de estas minas para satisfacer la creciente demanda mundial. Los analistas ambientales señalan que la minería de litio consume mucha energía y agua, lo que socava los beneficios ambientales de cambiar a fuentes de energía renovables en primer lugar. Los procesos involucrados en la extracción de litio también pueden provocar a veces fugas de sustancias químicas tóxicas en los suministros de agua locales.
A pesar de algunos nuevos descubrimientos de reservas de litio, el suministro finito de este material, la excesiva dependencia de solo un puñado de minas en todo el mundo y su impacto ambiental han impulsado la búsqueda de materiales alternativos para baterías.
Aquí es donde entran en juego Damian Stefaniuk y su hormigón. Él y sus colegas del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han encontrado una forma de crear un dispositivo de almacenamiento de energía conocido como supercondensador a partir de tres materiales básicos y baratos: agua, cemento y una sustancia similar al hollín llamada negro de carbono.

Los supercondensadores son muy eficientes para almacenar energía, pero se diferencian de las baterías en algunos aspectos importantes. Pueden cargarse mucho más rápido que una batería de iones de litio y no sufren los mismos niveles de degradación en el rendimiento. Pero los supercondensadores también liberan rápidamente la energía que almacenan, lo que los hace menos útiles en dispositivos como teléfonos móviles, ordenadores portátiles o coches eléctricos, donde se necesita un suministro constante de energía durante un periodo de tiempo prolongado.
Sin embargo, según Stefaniuk, los supercondensadores de cemento de carbono podrían hacer una importante contribución a los esfuerzos por descarbonizar la economía global. “Si se puede ampliar, la tecnología puede ayudar a resolver un problema importante: el almacenamiento de energía renovable”, afirma.
Él y sus colegas investigadores del MIT y del Instituto Wyss de Ingeniería Inspirada en la Biología de la Universidad de Harvard prevén varias aplicaciones para sus supercondensadores.

Una podría ser la creación de carreteras que almacenen energía solar y luego la liberen para recargar los coches eléctricos de forma inalámbrica mientras circulan por una carretera. La rápida liberación de energía del supercondensador de cemento de carbono permitiría a los vehículos obtener un impulso rápido para sus baterías. Otra posibilidad sería utilizarlo como cimientos de casas para almacenar energía: “tener paredes, cimientos o columnas que no sólo sirvan para sostener una estructura, sino que también almacenen energía en su interior”, afirma Stefaniuk.
Pero todavía es pronto.
Por ahora, el supercondensador de hormigón puede almacenar algo menos de 300 vatios-hora por metro cúbico, suficiente para alimentar una bombilla LED de 10 vatios durante 30 horas.
La potencia de salida “puede parecer baja en comparación con las baterías convencionales, [pero] una base con 30-40 metros cúbicos (1.060-1.410 pies cúbicos) de hormigón podría ser suficiente para satisfacer las necesidades energéticas diarias de una casa residencial”, afirma Stefaniuk. “Dado el uso generalizado del hormigón a nivel mundial, este material tiene el potencial de ser altamente competitivo y útil en el almacenamiento de energía”.

Ver NOTA COM PLETA EN https://www.bbc.com/future/article/20240610-how-the-concrete-in-your-house-could-be-turned-into-a-battery