Beton soll grünen Strom speichern
Beton soll grünen Strom speichern
spiegel.de: Solarstrom wird oft nicht gleich verbraucht und ihn zu lagern, ist schwierig. Fachleute haben nun einen Speicher aus Zement, Wasser und Ruß vorgestellt. Ihre Vision: Straßen, die E-Autos laden.
Zement, Wasser, Ruß: Aus diesen Zutaten haben Forschende einen Stromspeicher entwickelt. In das Fundament eines Hauses eingelassen, könnten 45 Kubikmeter des Materials rund zehn Kilowattstunden Energie speichern, was etwa dem durchschnittlichen Tagesverbrauch eines Haushalts in den USA entspricht, berichtet eine Gruppe um Franz-Josef Ulm und Admir Masic vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge. Auch den Einbau in Straßen, der es ermöglichen würde, Elektrofahrzeugen während des Fahrens zu laden, kann sich das Team in der Zukunft vorstellen.
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»Der erfolgreiche, groß angelegte Übergang von einer auf fossilen Brennstoffen basierenden Wirtschaft zu einer auf erneuerbaren Energien basierenden Wirtschaft hängt von der weit verbreiteten Verfügbarkeit von Energiespeicherlösungen ab«, schreiben die Autoren in der Fachzeitschrift »PNAS «. Denn Solar- oder Windstrom wird oft zu anderen Zeiten erzeugt als Menschen ihn verbrauchen und muss deshalb zwischengespeichert werden.
Allerdings sind aktuelle Batterien auf knappe Ressourcen wie Lithium angewiesen. Um elektrischen Strom in einem größeren Umfang zu speichern, müssten gut verfügbare Materialien für Energiespeicher verwendet werden, schreiben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler.
Elektrische Energie in Beton zu speichern, wird seit einigen Jahren erforscht. Die Fachleute fanden nun einen Weg, aus Zement, Wasser und Ruß recht einfach einen Kondensator herzustellen. Grundsätzlich sind in einem Kondensator zwei stromleitende Elektroden durch ein nicht leitendes Material getrennt. Im geladenen Zustand ziehen sich die negativen Ladungsträger in der einen Elektrode und die positiven Ladungsträger in der anderen Elektrode an, sie können wegen des Nichtleiters aber nicht zusammenkommen. Dieser Aufbau ermöglicht es, elektrische Energie vergleichsweise lange zu speichern.
Laut den Forschenden vielseitig einsetzbar
Für das nun veröffentlichte Experiment, stellte das Team zunächst eine Mischung aus Portlandzement und Ruß her, wobei der Ruß sehr porös war und Strukturen im Bereich von Nanometern (Millionstel Millimetern) aufwies. Mit Wasser angerührt, entstand ein ebenfalls poröses Material, in dem sich der wasserabweisende Ruß selbstständig in leitfähigen Nanometerdrähten anordnet. Die Hohlräume des porösen Materials wurden mit einem Elektrolyten mit Kaliumchlorid gesättigt, der Ladungsträger zur Verfügung stellt. Die große Oberfläche des porösen Rußes führt zu einer hohen Speicherkapazität.
Das Team betont, die Superkondensatoren aus dem neuen Material ließen sich in verschiedenen Größenordnungen bauen. Außerdem könne sich die Kapazität des Energiespeichers steigern lassen, wenn man eine geringere Festigkeit in Kauf nehme. Für Fundamente oder Straßen wäre dieser dann allerdings ungeeignet… weiterlesen
