Revolutionäre Beton-Batterie ist jetzt 10-mal so effizient
Das effiziente Speichern von Energie ist so etwas wie der "Heilige Gral" der Energiewende. Auf der Suche danach sind Forschende des MIT diesem Wunderding möglicherweise ein Stück nähergekommen. Sie haben gezeigt, wie gut mittlerweile Energie in Beton gespeichert werden kann.
Wäre es eines Tages möglich, ausreichend elektrischen Strom in Betonstrukturen zu speichern, könnte dies zu einer regelrechten Revolution führen. Dann könnte man Energie im Fundament und Wänden eines Hauses, in Brücken, Gehwegen und Parkplätzen speichern.
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Der Akku im Fundament
Am Massachusetts Institute of Technology "MIT" wurde die Forschung an einer solchen Beton-Batterie bereits 2023 vorgestellt. Damals benötigte man 45 m³ Beton, um den Tagesbedarf eines Haushalts zu speichern - ungefähr 10 kWh.
Um dieselbe Energiemenge speichern zu können, reichen nun 5 m³. Das sei in etwa das Volumen einer Kellerwand, heißt es in einer Aussendung des MIT. Demnach könne ein Kubikmeter der Beton-Batterie mehr als 2 kWh Energie speichern. Das sei genug, um einen Kühlschrank einen Tag lang zu betreiben, wie die Forscher schreiben.
Damit beziehen sie sich entweder auf einen sehr alten, ineffizienten Kühlschrank, oder auf eine Side-by-Side-Kühl-/Gefrierkombination mit Eiswürfelspender, wie man sie aus US-amerikanischen Serien kennt. Herkömmliche moderne Kühlschränke verbrauchen zwischen 0,5 und 1 kWh am Tag.
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Dieser Bogen besteht aus dem Beton-Akku
© MIT
So funktioniert die Beton-Batterie
Der Beton des Beton-Akkus besteht aus einem Gemisch aus Zement, Wasser und Ruß - alles Zutaten, die leicht verfügbar sind - und einem speziellen Elektrolyten. Durch diese Zusammenmischung entstehe ein elektronenleitendes Netzwerk aus Kohlenstoff, das den Zement durchdringt, heißt es von den Forschenden.
Die zahllosen Verästelungen dieses Kohlenstoffnetzwerkes weise eine fraktalartige Struktur auf, wodurch die Oberfläche der leitenden Elektroden massiv gesteigert werden kann. Gleichzeitig behalte der Beton seine Tragfähigkeit, was einen solchen Superkondensator zu einer allgegenwärtigen Wunderwaffe machen könnte.
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© MIT
Die höhere Speicherfähigkeit der Beton-Batterie konnte durch eine verbesserte Zusammensetzung des Elektrolyts erreicht werden. Ein tieferes Verständnis über die Funktionsweise des Kohlenstoffnetzwerkes haben die Effizienzsteigerung ermöglicht, so das Forschungsteam des MIT.
Praxistest in Japan
In Japan wird der Beton-Akku bereits in der Praxis getestet. Dort werden Gehwegplatten über das leitende Kohlenstoffnetzwerk beheizt. Auf diese Weise sollen der Gehweg schneefrei bleiben, ohne dass man auf das herkömmliche Salzen angewiesen sei.
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Diese Gehwegplatten werden von dem Beton-Akku beheizt.
© MIT
Beton-Akku überwacht Struktur
Und noch eine interessante Eigenschaft weist die Beton-Batterie auf. Im Labor wurde ein kleiner Betonbogen aus dem Material gebaut, der LEDs zum Leuchten brachte. Als man die Tragfähigkeit demonstrieren wolle und den Bogen belastete, begannen die LEDs zu flackern.
Das zeigt, dass sich die Leitfähigkeit des Betons unter Belastung verändert. Die Forschenden schließen daraus, dass ein leitendes Kohlenstoffnetzwerk die Stabilität der Betonstruktur überwachen könnte. Bei Windrädern oder Brücken könnte sich daraus ein praktischer Nebeneffekt ergeben.