Revoluční betonová baterie. Kredit: Yen Strandqvist / Chalmers.

Baterie jsou stále Achillovou patou technologické civilizace. Zároveň na tom ale intenzivně pracuje řada výzkumných týmů a vznikají pozoruhodné typy baterií. Jedním ze slibných směrů vývoje jsou strukturální baterie, které je možné začlenit do rozmanitých konstrukcí. Obvykle jde o letouny, automobily nebo třeba elektronická zařízení. Jak se ale ukazuje, mohou vznikat i extrémnější a velkolepější technologie.

Tým švédské Chalmers University of Technology vyvinul baterii, která je založená na cementu a je možné z ní udělat funkční beton, z něhož lze normálně stavět. Technologie betonové baterie je odpovědí na hříchy betonu. Nejde ani tak o zabetonování krajiny, jako o velkou zátěž pro prostředí, kterou představuje tradiční výroba betonu.

Emma Qingnan Zhang. Kredit: Chalmers.

Výroba betonové baterie začíná s klasickým cementem a dalšími přísadami. K nim se navíc přimíchá menší množství krátkých uhlíkových vláken, která přidají betonu elektrickou vodivost i pevnost v ohybu. Do směsi se rovněž přidají dvě síťky z uhlíkových vláken. Jedna je potažené železem a funguje jako anoda baterie, zatímco ta druhá je potažená niklem a hraje roli katody. Tím vznikne funkční nabíjitelná baterie, která může uchovávat elektrickou energii.

Nový design betonové baterie je výsledkem mnoha experimentů, během nichž se badatelé snažili vylepšit předchozí typy podobných baterií, bohužel nepříliš úspěšných. Výsledkem je tento design a úvodní experimenty naznačují, že je slibný. Ukázalo se, že pojme 7 Wh energie na metr čtvereční materiálu, což je zhruba desetinásobek oproti předešlým betonovým bateriím. Ve srovnání s komerčními bateriemi je to sice stále málo, jejich hendikep ale podstatně snižuje to, že z betonové baterie je možné vybudovat rozsáhlé stavby.

Betonová baterie švédského týmu nabízí spoustu zajímavých aplikací. Stavby s těmito bateriemi, kombinované s vhodnými solárními panely, mohou dodávat energii zabudovaným LEDkám, stanicím 4G sítě v odlehlých oblastech, anebo pohánět senzory ve velkých betonových konstrukcích, jako jsou dálnice či mosty. Vedoucí výzkumu Emma Zhang a její spolupracovníci mají vizi velkolepých staveb z funkčního betonu, které uskladní velké množství energie.

Logo. Kredit: Chalmers.

Vývoj betonové baterie je stále v rané fázi. Zbývá vyřešit některé technické problémy. Klíčová bude například životnost betonové baterie. Konstrukce z betonu by měly stát dlouhé desítky let. Funkci nabíjitelných baterií by si tedy měly uchovat dlouho anebo by mělo být možné ji relativně snadno obnovit. Badatelé jsou v tomto směru optimističtí.

Literatura

Chalmers University of Technology 17. 5. 2021.

Buildings 11: 103.