Verdens mest utbredte stoff skal få ny funksjon

MIT vil lage sementbatteri

Sement er verdes mest utbredte stoff. Det brukes i både bygninger og veier over hele jordkloden. Nå har forskere ved MIT kombinert ny forskning på såkalte superkondensatorer, med egen forskning på nanokompositter i sement.

Bildetekst: Betong og sement brukes nesten over alt. Fremtidens veier kan lade elbilen mens du kjører.
Foto: Pixabay/motparten
Tekst: Johan Olav Enerstvedt
Dato: 04.06.24

Det globale forbruket av sement er svært høyt, rundt 4,4 milliarder tonn sement årlig. I Europa bruker vi nesten to hundre millioner tonn. I USA omtrent over hundre millioner tonn, og det øker på grunn av nye investeringer i bygg- og anleggsbransjen. Kina står for mest av alle land, men det er ikke rart når man tenker på areal og innbyggertall.

Sement er global nr.1

MIT-professor Admir Masic mener sement er svært interessant fordi det er det mest utbredte menneskeskapte materialet i verden. Det er også årsaken til at forskerne lenge har arbeidet for å finne en måte sement kan få en ekstra praktisk funksjon på. I framtiden kan man lagre strømmen rett grunnmuren på huset.

Superkondensator

Til nå har sement bare hatt èn funksjon. Derfor er MIT forskernes tanke om å legge til en helt ny funksjon spennende. Motparten har de siste årene skrevet mye om batterier av ulike slag, og problemer forbundet med forurensning og resirkulering. Vi har også sett på muligheten for andre typer batterier, både hydrogen og såkalte superkondensatorer. Sistnevnte har nylig hatt et gjennombrudd og det har forskerne ved MIT fått med seg.

Løst problem

Tidligere var lite energi per kubikk en årsak til at man ikke kunne satse på superondensatorer i mobiltelefoner og elektriske biler. Nå har man riktignok ikke disse plassproblemene i sement, som ofte utgjør en stor andel av et hus eller en vei, men energitettheten har til nå vært for dårlig. Med ny forskning som våpen har MIT-forskerne funnet en måte å lagre energi i sement med superkondensatorer. Nå mener de grunnmuren i fremtidens hus også vil være batteribanker.

(lite) Kull

En detalj ved den nye oppfinnelsen vil nok få mange miljøvernere og politikere til å rynke på nesen. Stoffet forskerne vil putte i sementen for å lage en superkondensator er nemlig et et kullprodukt. Forskerne beroliger imidlertid nervøse skeptikere med at mengden kull forbundet med teknolgien ikke en gang vil være en brøkdel av kullet som i dag brukes for å produsere et litium-batteri.

(mye) Kraft

Sementblandingen krever bare tre prosent karbon per volum for å oppnå et komplekst nettverk av karbonforbindelser. En sementblokk på omtrent 45 kubikkmeter kan derfor inneholde 10 kilowattimer med energi, omtrent det gjennomsnittlige strømforbruket til en husholdning.

Ny funksjon

Verden har lenge ventet på utvikling i et batterimarked som ikke engang har klart å overbevise seg selv om at utviklingen går fort nok framover. Ifølge MIT vil det nye produktet være et kjempeskritt i riktig retning. Forskerne vektlegger det geniale i lagringsløsningen fordi den tar i bruk noe man allerede har fra før, og den bruker også fornybar energi, i stedet for at man utvinner sjeldne jordmetaller, men den forurensning dette medfører.

Toppen

Rask

Superkondensator-teknologien har tidligere ikke vist seg brukbar til å lagre store mengder energi, men har enorme fordeler fordi den er mye raskere enn for eksempel tradisjonelle litiumbatterier. Nylig klarte imidlertid andre forskere å knekke denne koden, slik at superkonduktorteknologi kanskje vil erstatte litiumbatteriene i fremtiden.

Kircher

MIT-forskerne drar nå veksler på forskningen til kolleger ved University of Colorado som har forbedret superkondensatorteknologien ved å forbedre den såkalte Kirchoffs lov. Superkondensatorer bygger på denne evnen til å levere energi mye raskere hastigheter enn batterier. Selv de beste litium-ion-batteriene blir som snegler i forhold. Dessuten er de skyld i enorme co2 utslipp.

Selv de beste litium-ion-batteriene blir som snegler i forhold.


Superkapasitet

Studien som dokumenterer mulighetene man har med sement er publisert i tidsskriftet PNAS. Der peker forskerne på at batterier og kondensatorer utfører den samme funksjonen, men at de gjør det på fundamentalt forskjellige måter. Litiumbatteriene distribuere energi lineært gjennom en kjemisk reaksjon, mens kondensatorer frigjør energi i støt ved å lagre energi som et elektrostatisk felt.

Nanokompositt

Forskerne ved MIT har allerede laget testsement som har et ekstremt høyt indre overflateareal på grunn av mange lag med ledende materialer. Forskerne mener det er morsomt at alle ingrediensene er kjente materialer mennesker har brukt i tusenvis av år, men som hvis man kombinerer dem på en bestemt måte, blir en fantastisk nanokompositt.

Energitetthet

Forskerne sier energitettheten er så stor på testsementen at den kunne drevet en elektrisk bil, selv om nye superkondensatorer uten sement sannsynligvis blir å foretrekke. Et annet bruksområde er vindmøller laget av sement. De kan lagre den genererte energien i sin egen kropp. Og heri ligger kongstanken i forskernes plan. Nesten alle bygninger har sement, men sementen brukes i dag bare til å holde bygningen sammen.

Populær forskning

Forskerne forteller at mengden energi og volumet på sementblokkene vil forbedre seg raskt dersom man starter produksjon og kommersielle interesser med økonomiske muskler investerer i forbedrende forskning. Den som lever får se, men alle stoffer der man får mer energi og forurenser mindre tas imot med takk av både miljøvernorganisasjoner, investorer og private husholdninger som både kan spare plass og penger.

Hovedsiden

Adm:

@motparten.no

Kundeservice
kundeeservice@

Kontakt:

Motparten.no
Elevine Heedes vei
4839 Arendal