이 새로운 첨가제는 콘크리트 슬라브를 빠른 에너지 S로 바꿀 수 있습니다.

MIT 연구진이 밝혀낸 획기적인 발견은 에너지 저장 방식을 완전히 바꿀 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 그들은 콘크리트가 시멘트와 카본 블랙을 물과 결합함으로써 집에 전력을 공급하거나 전기 자동차를 빠르게 충전할 수 있는 에너지 저장 슈퍼커패시터로 자가 조립될 수 있다는 것을 발견했습니다. 메시 전극을 없애고 경화 과정 전반에 걸쳐 카본 블랙이 자체적으로 연결된 전극 구조를 구성할 수 있도록 함으로써 이 새로운 연구는 에너지 저장을 위해 콘크리트를 사용하는 초기 연구를 진전시킵니다.

콘크리트 속의 물과 시멘트 사이의 반응으로 인해 마법이 일어납니다. 콘크리트가 경화됨에 따라 물은 분기 채널 네트워크를 형성하고 카본 블랙은 자연적으로 이러한 채널로 이동합니다. 이는 콘크리트 전체에 걸쳐 엄청나게 큰 표면적을 갖는 탄소 전극을 생성합니다. 콘크리트가 염화칼륨과 같은 표준 전해질에 담겨지면 이러한 탄소 전극은 슈퍼커패시터의 판 역할을 합니다. 슈퍼커패시터는 표준 리튬 배터리에 비해 높은 전력 밀도와 빠른 충전 및 방전 기능을 제공합니다.

카본 블랙을 더 추가하면 에너지 밀도와 콘크리트 강도 사이에 상충 관계가 있지만 에너지 저장 잠재력은 인상적입니다. 1,589cu-ft(45m3)의 나노카본 흑색 도핑 콘크리트 블록은 약 10kWh의 전기를 저장할 수 있습니다. 이 양은 미국 평균 가정의 전력 소비량의 약 3분의 1을 충당하기에 충분하며, 적당한 크기의 옥상 태양광 어레이와 결합하면 그리드 에너지 비용을 크게 줄일 수 있습니다.

이 기술을 더욱 유망하게 만드는 것은 확장성입니다. MIT 팀은 작은 1V 슈퍼커패시터부터 자동차 배터리 블록 크기까지 다양한 규모로 콘크리트 슈퍼커패시터를 테스트했습니다. 팀은 이제 대규모 시연을 위해 1,589cu-ft, 10kWh 버전을 목표로 하고 있습니다.

이 에너지 저장 콘크리트는 가정에서의 잠재적인 적용 외에도 다양한 인프라 프로젝트에 활용될 수 있습니다. 이를 길가의 태양광 패널 및 유도 충전 코일과 결합하면 초고속 드라이브 스루 무선 EV 충전 도로가 구축될 수 있습니다. 또한 콘크리트 슈퍼커패시터는 대규모 그리드 기반 에너지 저장 시설에서 느리게 움직이는 화학 배터리를 보완하여 낮은 전력 수준에서 빠른 전력 공급과 장기간 기여를 가능하게 할 수 있습니다.

하지만 아직 해결해야 할 몇 가지 불확실성이 있습니다. 외부 요소에서 살아남는 콘크리트의 능력과 현장에서 자체 조립을 위해 현장에 타설할 수 있는지 여부는 아직 알려지지 않았습니다. 이러한 콘크리트 슈퍼커패시터를 어떻게 연결하고 처리해야 하는지 이해하는 것도 안전상의 이유로 중요합니다.

전반적으로, 이 놀라운 발견은 다양한 건물에 자주 사용되는 물질인 콘크리트를 활용하여 에너지 저장에 대한 광범위한 옵션을 열어줍니다. 연구 개발이 진행됨에 따라 인프라와 건물이 기능적 구조로서의 현재 역할 외에도 효과적이고 지속 가능한 에너지 저장 솔루션 역할을 하는 시기를 보게 될 것입니다. 보다 친환경적이고 지속 가능한 미래를 향한 중요한 진전은 기존 전력원에 대한 의존도를 줄이고 환경에 미치는 영향을 줄임으로써 이루어질 수 있습니다.