Fontes de energia renováveis, como a eólica, solar e de marés, causam pouco impacto negativo ao meio ambiente, no entanto, suas flutuações de fornecimento podem ser um problema. Agora, pesquisadores conseguiram desenvolver um supercapacitor simples e barato, que pode armazenar energia e resolver esse problema.
Os capacitores são dispositivos simples formados por duas placas eletricamente condutoras separadas por uma membrana que armazenam energia. Quando uma voltagem é aplicada sobre elas, os íons positivos e negativos se separam e criam um campo elétrico que “guarda eletricidade”, dependendo da área que as placas ocupam. Em supercapacitores, cargas excepcionalmente maiores podem ser armazenadas.
O dispositivo, desenvolvido por pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e Wyss Institute, é constituído pela combinação de cimento, carbono negro e água. E sua enorme capacidade de armazenamento de energia é devido ao fato do carbono ocupar o espaço deixado pelo caminho percorrido pela água na cura do concreto. Essas estruturas são como fractais, resultando em uma área de superfície extremamente grande, onde os íons se acumulam em um volume relativamente pequeno.
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Utilização do supercapacitor
Quando o supercapacitor é conectado a uma fonte de eletricidade, a energia é armazenada nas redes formadas pelo carbono escuro, e quando conectado a uma carga, a corrente elétrica volta a fluir e fornece energia. Assim, o sistema pode armazenar o excedente de energia das fontes renováveis em horários com menos consumo e utilizá-la em horários de pico.
A quantidade de carbono negro necessária na mistura é de apenas 3% em volume. A capacidade de armazenamento pode ser ampliada quando a resistência estrutural do concreto não é tão importante, com o aumento do percentual de carbono.
Os supercapacitores podem ser utilizados na fundação de casas alimentadas por energia solar e na fundação de turbinas eólicas, a fim de resolver o problema de flutuação dessas fontes. Além disso, a mistura também pode ser utilizada na construção de estradas para carregamento de veículos elétricos, assim como acontece no carregamento sem fio de celulares.
O material é fascinante porque você tem o material sintético mais usado no mundo, cimento, combinado com negro de fumo, que é um material histórico bem conhecido — os Manuscritos do Mar Morto foram escritos com ele. Você tem esses materiais de pelo menos dois milênios que, quando combinados de uma maneira específica, resultam em um nanocompósito condutor, e é aí que as coisas ficam realmente interessantes.
Admir Masic, coautor da pesquisa, em resposta ao TechExplore
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