L'équipe du MIT utilise du ciment et du noir de carbone pour créer une alternative aux batteries

Mar 19, 2024

par VishGain

il y a 6 jours

Image : MIT

Un mélange de ciment, de noir de carbone et d’eau peut contribuer à créer un dispositif qui pourrait être l’avenir des batteries et contribuer à maintenir la stabilité des réseaux.

Des scientifiques américains ont créé un nouveau dispositif capable de stocker de grandes quantités d’énergie renouvelable de manière peu coûteuse et évolutive.

Fabriqué à partir de matériaux abondamment disponibles tels que le ciment, l'eau et le noir de carbone (un matériau similaire à la poudre de charbon de bois), le dispositif dit à supercondensateur est une alternative aux batteries qui pourraient stocker de grandes quantités d'électricité pour diverses applications.

Cela inclut l'intégration de l'appareil dans les fondations en béton d'une maison où il pourrait stocker l'équivalent d'une journée complète d'énergie sans aucun coût supplémentaire pour les fondations ni faiblesse de l'intégrité structurelle de la maison.

Les chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT), qui ont développé le dispositif, ont également déclaré que le supercondensateur pourrait être utilisé sous la forme d'une route en béton qui pourrait un jour permettre une recharge sans contact pour les voitures électriques lorsqu'elles la parcourent.

Le ciment, le noir de carbone et l’eau font aujourd’hui partie des matériaux les plus omniprésents dans notre monde. La clé des supercondensateurs développés par cette équipe réside dans une méthode de production d’un matériau à base de ciment avec une surface interne extrêmement élevée qui rend la conductivité propice.

Ce matériau – du ciment mélangé à du noir de carbone hautement conducteur – est mélangé à de l'eau et laissé durcir. Les scientifiques ont déclaré que l'eau forme naturellement un réseau d'ouvertures ramifiées au sein de la structure lorsqu'elle réagit avec le ciment, et que le carbone migre dans ces espaces pour créer des structures en forme de fil dans le ciment durci.

Cela permet d'obtenir des structures de type fractal avec des branches qui poussent pour permettre une surface extrêmement grande dans les limites d'un volume relativement petit. Le matériau est ensuite trempé dans un matériau électrolytique, tel que du chlorure de potassium, qui fournit les particules chargées.

"Ce matériau est fascinant car il s'agit du matériau artificiel le plus utilisé au monde, le ciment, combiné avec du noir de carbone, un matériau historique bien connu - les manuscrits de la mer Morte ont été écrits avec", a déclaré Admir, professeur au MIT. Masic, qui a co-écrit le document.

"Vous disposez de matériaux vieux d'au moins deux millénaires et, lorsque vous les combinez d'une manière spécifique, vous obtenez un nanocomposite conducteur, et c'est là que les choses deviennent vraiment intéressantes."

Cependant, il existe un compromis entre la capacité de stockage du matériau et sa résistance structurelle. Si l’ajout de noir de carbone augmente la capacité du supercondensateur, cela réduit également la résistance du béton. L’équipe a trouvé un « point idéal » à environ 10 % de noir de carbone.

L'étude a été publiée hier (31 juillet) dans la revue PNAS. Outre Masic, l'article a été co-écrit par les professeurs Franz-Josef Ulm et Yang Shao-Horn du MIT, ainsi que par quatre autres professeurs du MIT et du Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering.

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Vish Gain est journaliste à Silicon Republic

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