Cómo un nuevo tipo de concreto podría convertir tu hogar en una gran batería

En un laboratorio en Cambridge, Massachusetts, hay una pila de cilindros de concreto negro, envueltos en líquido y conectados a cables. A simple vista, parecen inactivos, pero Damian Stefaniuk, accionando un interruptor, hace que estos bloques de concreto se iluminen con un LED. "Al principio no lo creía", recuerda Stefaniuk sobre la primera vez que la bombilla se encendió, pensando que podría ser un error. La emoción fue tal que invitó a estudiantes y profesores, quienes inicialmente también dudaban de su efectividad.

Este trozo de concreto podría transformar el almacenamiento de energía. Aunque las fuentes renovables como el sol, el viento y el mar prometen energía limpia e ilimitada, son intermitentes, lo que complica su uso continuo. Necesitamos almacenar esta energía en baterías, pero estas dependen de materiales como el litio, cuya oferta es insuficiente para satisfacer la demanda global, especialmente con el impulso hacia la descarbonización.

El litio se extrae en 101 minas y, según los analistas, estas no pueden satisfacer la creciente demanda. Además, la minería del litio consume mucha energía y agua y puede contaminar las fuentes locales. Por lo tanto, la búsqueda de alternativas para baterías es crucial. Stefaniuk y su equipo del MIT han desarrollado un supercondensador utilizando tres materiales básicos y económicos: agua, cemento y negro de carbón.

Supercondensadores

Los supercondensadores son eficientes para almacenar energía, superando a las baterías en velocidad de carga y durabilidad. Sin embargo, liberan energía rápidamente, lo que los hace menos adecuados para dispositivos que requieren suministro constante, como teléfonos o autos eléctricos. Stefaniuk cree que estos supercondensadores de cemento de carbono pueden ser clave para almacenar energía renovable.

"Si se puede escalar, esta tecnología puede resolver un problema crucial: el almacenamiento de energía renovable", afirma. En colaboración con el MIT y el Instituto Wyss de Harvard, se han planteado varias aplicaciones, como carreteras que almacenen energía solar para recargar vehículos eléctricos de forma inalámbrica o cimientos de casas que almacenen energía, haciendo las estructuras activas no solo como soporte, sino también como almacenamiento de energía.

Limitaciones

Todavía es un desafío. Actualmente, el supercondensador de concreto puede almacenar menos de 300 vatios-hora por metro cúbico, suficiente para una bombilla LED de 10 vatios durante 30 horas. Aunque parece poco en comparación con baterías tradicionales, una casa con 30-40 metros cúbicos de concreto podría cubrir las necesidades energéticas diarias. Stefaniuk señala que el uso generalizado del concreto podría hacerlo competitivo para almacenamiento energético.

El negro de carbón, altamente conductor, se combina con cemento y agua para formar un concreto con redes conductoras que se asemejan a raíces. Los supercondensadores se componen de dos placas conductoras con una membrana entre ellas, empapadas en cloruro de potasio, creando un campo eléctrico por la separación de cargas.

Los supercondensadores podrían almacenar exceso de energía de fuentes renovables, aliviando la presión en la red cuando el viento no sopla ni el sol brilla. "Una casa con paneles solares podría usar energía solar durante el día y la almacenada en los cimientos durante la noche", dice Stefaniuk.

Los supercondensadores no son perfectos. Aunque descargan energía rápidamente, no son ideales para suministro constante. Stefaniuk y su equipo trabajan en ajustar la mezcla para mejorar su rendimiento, pero no revelarán detalles hasta completar las pruebas.

Innovación Prometedora

Hay desafíos adicionales, como la reducción de la resistencia del concreto al aumentar el negro de carbón. Los investigadores buscan una mezcla óptima para uso estructural y energético. Aunque el concreto de carbono tiene menos dependencia del litio, su producción también genera CO₂, lo que limita su impacto ambiental. Sin embargo, Michael Short del Centro de Ingeniería Sostenible de la Universidad de Teesside considera que esta investigación abre nuevas posibilidades para usar estructuras construidas como almacenamiento energético.

Más investigación es necesaria para llevar estos desarrollos del laboratorio al mundo real. Short advierte que escalar proyectos puede ser complicado debido a desafíos de fabricación o limitaciones físicas y químicas. Sin embargo, hay avances hacia cemento de bajas emisiones, elaborado con subproductos industriales, que podrían mejorar el impacto ambiental de estos proyectos.

Proyectos como estos sugieren un futuro donde oficinas, carreteras y hogares jueguen un papel crucial en un mundo impulsado por energía limpia.

Fuente: https://www.bbc.com/mundo/articles/cp33rxz1en6o