Zement als Energiespeicher: Häuser werden zu autonomen Akkus
Seit Jahrhunderten ist eine Technologie bekannt, die es ermöglicht, Energie aus erneuerbaren Quellen in der Struktur von Gebäuden zu speichern. Wissenschaftler arbeiten daran, dass Wohngebäude in Zukunft autonom elektrische Energie speichern können, wodurch die Notwendigkeit externer Speicher entfällt.
Im Mittelpunkt der Aufmerksamkeit der Forscher steht eine Mischung, die bereits in der Antike verwendet wurde: Zement, Wasser, Salz und Ruß. Diese bewährte Formel, die seit Jahren zur Herstellung dauerhafter Mörtel verwendet wird, ähnlich den heutigen Betonen, ist erneut Gegenstand von Untersuchungen geworden. Es stellt sich heraus, dass dieselben Materialien zum Bau von Häusern verwendet werden können, die elektrische Energie in den Wänden speichern und wie zementene Batterien funktionieren können.
Wie kann man Energie aus erneuerbaren Quellen speichern?
In den Studien, die in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht wurden, konzentrierten sich die Forscher auf Methoden zur effizienten Speicherung von Energie aus erneuerbaren Quellen. Obwohl diese Quellen umweltfreundlich sind, mangelt es ihnen noch an Stabilität. Die aus Photovoltaik gewonnene Energie wird an sonnigen Tagen in großen Mengen produziert, an bewölkten Tagen jedoch reduziert sich ihre Menge. Ähnlich arbeiten Windkraftanlagen nur unter optimalen Wetterbedingungen effizient.
Die sinnvollste Lösung für das Problem von Energieüberschüssen während der Produktionszeiten und deren Mangel in anderen Zeiträumen ist das Vorhandensein interner Energiespeicher. Leider sind die aktuellen Lösungen, die auf Akkus basieren, kostspielig, da sie seltene Materialien verwenden. Selbst solche aus gebrauchten Batterien von Elektrofahrzeugen bleiben teure und nicht vollständig ökologische Lösungen. In diesem Kontext entsteht der innovative Vorschlag von Forschern des MIT (Massachusetts Institute of Technology).
Das Haus als Akku
Forscher des MIT sind zu dem Schluss gekommen, dass Zement gemischt mit Ruß einen Superkondensator bilden kann. Ruß, ein Produkt der Verbrennung von Biomasse, enthält leitfähigen Kohlenstoff. Die Verbindung von Zement mit Wasser und Ruß ermöglicht die Bildung eines leitfähigen Netzwerks durch die Interaktion des Kohlenstoffs mit den Wasserkanälen im Zement.
Auf dieser Grundlage wird eine Wand mit eingebetteten Metallplatten zu einem Zementkondensator. Beim Laden erhält eine Seite eine positive und die andere eine negative Ladung. Der Fluss von Ladungen durch das Kohlenstoffnetz erzeugt Strom, den Haushaltsgeräte nutzen können. Alternativ kann der Beton mit leicht verfügbaren Elektrolyten wie Kaliumchlorid getränkt werden.
Obwohl diese Lösung im kleinen Maßstab bereits eine gewisse Energiemenge speichert, sind ihre Möglichkeiten in größeren Konstruktionen wesentlich größer. Bei der Anwendung im ganzen Haus könnte ein solches System rund 10 kWh Energie speichern, was interessante Perspektiven eröffnet.
