Betónové základy budov poslúžia ako zásobníky obnoviteľnej energie

 

KĽÚČOVÉ ZISTENIA:

• Výskumníci vyvinuli superkondenzátor na báze cementu, ktorý zachováva nosnú pevnosť komerčného betónu.

• Zariadenie dokáže ukladať elektrickú energiu prostredníctvom vodivého atramentu vytlačeného 3D tlačiarňou.

• riešenie prestáva fungovať pri teplote -18 ºC, takže vyžaduje ďalší výskum aj pre chladné počasie.

Vedci z organizácií Harbin Institute of Technology a Chinese Academy of Sciences spoločne vyvinuli nový typ superkondenzátora na báze cementu. Štúdia pod vedením výskumníkov ako Jing Zhong, Haiping Wu a Wencai Ren vyšla 8. októbra 2026 v časopise ACS Nano. Cieľom tohto projektu je umožniť budovám ukladať vlastnú energiu priamo v materiáloch, ktoré tvoria ich štruktúru. Vďaka tomu by sa stavby v budúcnosti mohli zaobísť bez klasických palivových generátorov alebo objemných batériových systémov.

Základom technológie je špeciálny vodivý atrament, ktorý vznikol zmiešaním uhlíkových nanotrubíc, sadzí a bežného cementu. Tento materiál výskumníci naniesli pomocou 3D tlačiarne na malý betónový blok do tvaru prepletených elektród. Po pridaní vody sa póry v štruktúre atramentu zaplnia, čo umožňuje nabitým iónom voľne cestovať medzi vytlačenými elektródami.

Systém sa tak dokáže veľmi rýchlo nabíjať aj vybíjať, pričom zvládne podstatne viac cyklov ako tradičné batérie. Batérie ukladajú energiu chemicky a majú vyššiu hustotu, no superkondenzátory využívajú elektrostatický princíp ideálny pre rýchle dodanie energie. Praktické merania potvrdili, že tento cementový kondenzátor má rovnakú pevnosť v tlaku ako bežný betón používaný na stavbu schodísk či podláh.

Pri laboratórnom teste vedci vytlačili tri takéto kondenzátory na jeden betónový blok, prepojili ich a úspešne nimi napájali pole malých LED diód. Takto integrovaný systém môže v budovách slúžiť na napájanie núdzového osvetlenia, požiarnych hlásičov a rôznych environmentálnych senzorov. Vzhľadom na to, že superkondenzátory neudržia náboj dlhodobo, musia byť trvalo pripojené k obnoviteľným zdrojom energie, akými sú solárne panely.

Ďalšou výzvou pre vývojárov zostávajú teplotné limity tohto materiálu. Zariadenie bez problémov funguje pri miernych teplotách, avšak pri poklese na -18 ºC úplne prestáva pracovať. Ďalší výskum sa preto zameria na vylepšenie zloženia tak, aby si materiál udržal svoje vlastnosti aj v zimnom období.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Budovy dokážu priamo vo svojich základoch uskladňovať obnoviteľnú energiu, čím znížia závislosť od externých batérií a palivových generátorov.

Zdroj: newatlas.com foto: ACS Nano 2026, DOI: 10.1021/acsnano.6c09927