İnsanlar 2000 yıldan uzun süredir kireçtaşı ve suyu karıştırarak çimento yapıyor. Çimento, betonun ana malzemesi olup bugün dünya çapında en çok kullanılan ikinci madde. Ayrıca, Roma’da yapımı tamamlanan Aquia Appia su kemeri gibi tarihi yapılar halen ayakta. Ancak, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) araştırmacıları betonun işlevini tamamen değiştirecek bir yenilik geliştirdi.
MIT’nin Karbonlu Betonu (ec3) Nedir?
MIT mühendisleri, ultra ince karbon siyahı ile elektrolitleri betonun içine dahil etti. Böylece beton, enerji depolayıp verebilen bir süperkapasitöre dönüştü. Ayrıca, karbon siyahı, lastiklerin siyah rengini sağlayan petrol yanması yan ürünü. Betonun doğal gözeneklerinde karbon siyahı, elektrik kablosu gibi işlev gören ağlar oluşturdu ve enerji akışını sağladı. Bu kombinasyon, son iki yılda enerji yoğunluğunu 9 kat artırdı. Örneğin, yaklaşık 5 metreküp ec3, bir evin günlük enerji ihtiyacını karşılar; bu, tek bir bodrum duvarına eşdeğer.
Beton Nasıl Pil Haline Geliyor?
Ec3, elektrolit zengin bir çimento bazına dayanıyor. Betona karıştırılan elektrolit, gözenekleri daha iyi dolduruyor ve performansı artırıyor. Organik elektrolitler, özellikle kuaterner amonyum tuzları ve asetonitril maddeleri, en yüksek verimi sağladı. MIT ekipleri, bu malzemenin nasıl çalıştığını yüksek çözünürlüklü mikroskop ile inceledi. Sonuçta, karbon ağlarının elektrik akımını süper verimli taşıdığı ve böylece ec3’ü süperkapasitör haline getirdiği ortaya çıktı. Sonuç olarak, bir metreküp ec3 yaklaşık 2 kilovat elektrik depolayabiliyor; bu, bir buzdolabını bir gün çalıştırmaya yeter.
Geleceği Güçlendiren Teknoloji
Ec3 teknolojisi akademik sınırların dışına çıktı ve Japonya’da test amaçlı ısıtılan yaya kaldırımlarında kullanılıyor. MIT araştırmacıları, köprüler, park alanları ve şehirlerin dev bataryalar gibi işlev görmesini umut ediyor. Üstelik ec3, beton kadar dayanıklı ve uzun ömürlü. Ayrıca, bu teknoloji yapılarının durumunu gerçek zamanlı izleyebiliyor. Bir LED ışığı yakan mini bir kemer örneğinde, üzerindeki yük arttığında LED titriyor; bu da yapının hasar durumunu gösteriyor.
Ec3 beton temelli depolama, elektrikli araçları şarj eden otoparklar ve enerji ihtiyacı fazla olan yapılar için büyük potansiyel taşıyor. Her ne kadar enerji yoğunluğu lityum iyon piller kadar yüksek olmasa da, yıllık 33 milyar ton beton kullanımıyla bu teknoloji enerji dünyasında devrim yaratabilir.
Bu gelişme, yapı sektörünü ve enerji depolamayı birleştiriyor. Böylece, şehirler gelecekte devasa piller haline dönüşebilir.
