سيتغير هيكل المدن! سوف ينتجها معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا خرسانة تخزين الطاقة...

يُصنع ec³ عن طريق خلط الأسمنت والماء وإلكتروليت سائل شائع ومسحوق كربون ناعم للغاية يسمى "أسود الكربون النانوي". ويشكل هذا الخليط شبكة كثيفة يمكنها توصيل الكهرباء، مما يسمح للخرسانة بالتحول إلى هيكل يمكنه تخزين الطاقة بعد التصلب.

وتعتمد هذه التقنية على مبدأ يسمى تخزين الطاقة فائق السعة. تُعد كيفية تخزين الطاقة محلياً في حالة عدم وجود ضوء الشمس أو الرياح إحدى أكبر المشاكل في مجال الطاقة المتجددة، ويُعتقد أن ec³ لديها القدرة على سد هذه الفجوة.

فوفقًا لدراسة جديدة نُشرت في مجلة وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم (PNAS)، تمكن الباحثون من تخزين أكثر من 10 كيلوواط/ساعة من الطاقة باستخدام 5 أمتار مكعبة فقط من الإيكوكسي. وهذا يكفي لتشغيل منزل متوسط لمدة يوم واحد. ولتحقيق كثافة الطاقة نفسها قبل عامين، كانت هناك حاجة إلى تسعة أضعاف هذه المادة.

قال داميان ستيفانيوك، المؤلف الرئيسي للدراسة: "مع كثافة الطاقة العالية ومجموعة واسعة من التطبيقات، أصبح لدينا الآن أداة قوية ومرنة يمكن أن تساعد في حل العديد من مشاكل الطاقة المستمرة".

سيتم تخزين الطاقة في المباني

على الرغم من أنها تتمتع بكثافة طاقة أقل من بطاريات الليثيوم أيون التقليدية، إلا أن ec³ تتمتع بميزة كبيرة تتمثل في إمكانية صبها في هياكل المباني، ولا تتطلب مواد نادرة أو سامة وتدوم مدى الحياة في الهيكل. وهذا يجعلها خياراً جذاباً للغاية في تقنيات البناء المستدام.

ويعزو الفريق تحسن الأداء إلى تطورين رئيسيين: أولاً، يُضاف الإلكتروليت مباشرةً إلى ماء المزيج، بدلاً من إضافته بعد تصلب الخرسانة، كما كان الحال في السابق. والثاني هو الاختبارات مع أنواع مختلفة من الإلكتروليت. وقد تم الحصول على أفضل النتائج باستخدام مزيج من أملاح الأمونيوم الرباعية، الموجودة في المطهرات المنزلية، والأسيتونيتريل، وهو مذيب شائع في الصناعة.

ولعل الجزء الأكثر إثارة في البحث هو إمكانية أن تؤدي هذه التكنولوجيا إلى خرسانة متعددة الوظائف لا يمكنها تخزين الطاقة فحسب، بل يمكنها أيضًا امتصاص ثاني أكسيد الكربون وإصلاح نفسها بنفسها. وقد تم بالفعل اختبار ec³ في اليابان لتدفئة الأرصفة في الشتاء.

يقول الباحثون إن هذه المادة يمكن أن يكون لها في المستقبل مجموعة واسعة من الاستخدامات، بدءًا من المنازل خارج الشبكة إلى الطرق التي يمكن أن تشحن السيارات الكهربائية. قال جيمس ويفر، أستاذ علوم المواد في جامعة كورنيل: "من خلال الجمع بين مادة قديمة مثل الخرسانة وعلوم النانو الحديثة، فتحنا الباب أمام بنى تحتية لا تدعم حياتنا فحسب، بل توفر الطاقة أيضًا".