O concreto que armazena eletricidade pode revolucionar a forma como gerenciamos energia renovável. A equipe do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental do MIT, liderada por Damian Stefaniuk, desenvolveu um supercapacitor inovador utilizando uma mistura de água, cimento e carbono preto. Este material pode carregar e descarregar energia rapidamente, assim servindo para alimentar as baterias convencionais.
Supercapacitores são dispositivos de armazenamento de energia que possuem uma alta capacidade de carga e descarga rápida, permitindo que liberem energia quase instantaneamente. Embora não sejam ideais para armazenamento de longo prazo, sua utilização em conjunto com baterias convencionais pode resultar em um sistema de armazenamento de energia altamente eficiente. A adição de carbono preto ao cimento cria um material que além de função estrutural, também armazena energia elétrica, tornando o concreto um supercapacitor.
Aplicações Diversas Para Este Tipo de Concreto
Os usos potenciais do concreto que armazena eletricidade são vastos e revolucionários. Estradas construídas com este material inovador poderiam carregar veículos elétricos enquanto estão em movimento, eliminando a necessidade de parar em estações de carregamento. Isso não apenas facilitaria a vida dos motoristas, mas também reduziria a dependência de infraestrutura de carregamento estático, promovendo uma maior adoção de veículos elétricos.
Além disso, podemos construir edifícios inteiros com paredes, colunas e fundações feitas desse concreto especial, capaz de armazenar energia elétrica. Imagine residências e edifícios comerciais que não apenas suportam sua própria estrutura, mas também atuam como gigantescas baterias, armazenando energia suficiente para suprir as necessidades diárias de seus ocupantes. Durante o dia, as paredes e fundações armazenam a energia solar ou eólica, liberando-a à noite ou em períodos de alta demanda. Isso proporciona uma solução sustentável e eficiente para o armazenamento de energia renovável. Essa tecnologia transforma edifícios em unidades autossuficientes de energia, reduzindo significativamente a dependência da rede elétrica tradicional e promovendo um futuro mais verde e sustentável.
Desafios Para Usar o Concreto Armazenador de Eletricidade
Apesar do enorme potencial, ainda precisamos superar muitos desafios para tornar o concreto armazenador de eletricidade uma solução viável em larga escala. O protótipo atual, por exemplo, só armazena energia suficiente para alimentar um LED de 10 watts por 30 horas, o que é relativamente pouco quando comparado às necessidades energéticas reais de uma residência ou estrutura maior.
A escalabilidade do material é uma das principais barreiras. Ampliar o uso desse concreto inovador de pequenas amostras de laboratório para grandes aplicações práticas requer soluções para diversos problemas técnicos e logísticos. A densidade de energia do concreto também representa um desafio significativo, sendo muito inferior à das baterias de íon-lítio. As baterias de lítio representam a tecnologia padrão atual para armazenamento de energia. A menor densidade significa que grandes volumes de concreto seriam necessários para armazenar quantidades significativas de energia, o que pode não ser prático ou eficiente em muitos contextos.
Aplicações Reais do Concreto Ainda Demanda Estudos
Além disso, a transição do laboratório para aplicações reais envolve superar dificuldades na fabricação e na obtenção de materiais. A produção em larga escala de concreto com propriedades supercapacitivas pode enfrentar problemas de disponibilidade de recursos, complexidade nos processos de fabricação e até questões inerentes à física e química do material. Essas barreiras precisam ser abordadas para que a tecnologia se torne uma opção viável e sustentável para o futuro do armazenamento de energia.
No entanto, uma vez ampliado, Stefaniuk afirma que esse material poderia “atender às necessidades diárias de energia de uma casa residencial”. A equipe já está planejando construir uma versão de 45 metros cúbicos que possa fazer exatamente isso. Mas é mais fácil falar do que fazer.
“Muitas vezes, novas descobertas são problemáticas quando se considera passar da escala de laboratório ou bancada para uma implantação mais ampla em escalas e volumes maiores”, disse Michael Short, professor de engenharia da Universidade Teesside, à BBC. “Isso pode ser devido a complexidades de fabricação, escassez de recursos ou, às vezes, devido à física ou química subjacente.”
Futuro Promissor
Se esses desafios forem superados, o futuro do concreto que armazena eletricidade será promissor. A equipe do MIT planeja construir uma versão maior, capaz de atender às necessidades energéticas de uma casa. A aplicação desse material em infraestrutura pública, como estradas e edifícios, poderia transformar a gestão e o uso da energia renovável, tornando as cidades mais sustentáveis e energeticamente independentes.
