Baterías a partir del cemento en viviendas y carreteras

Unos investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts (M.I.T.), liderados por Damian Stefaniuk, han encontrado un método que combina varios materiales comunes, incluidos el agua y el cemento, para crear un supercondensador capaz de almacenar energía.

Este descubrimiento, que dicen ha surgido como una serendipia, puede haber sido un tanto casual, pero ha dado lugar a una idea que hoy suena fantástica y que podría convertirse en realidad en el futuro: viviendas construidas con un material que actúen como gigantescas baterías, convirtiéndose en una enorme batería que se recargue durante el día y se pueda descargar durante la noche. O carreteras asfaltadas de esa misma combinación de materiales que se carguen de energía y permitan «repostar» a los coches eléctricos en estaciones de recarga adecuadas durante los trayectos.

Un cemento muy peculiar

El material del que están fabricadas estas baterías es una mezcla de cemento, agua y negro de carbón, uno de los primeros nanomateriales que se conocen. El negro de carbón es un derivado del petróleo con una elevada relación superficie-volumen que suele usarse como pigmento y refuerzo, en forma de fibras. La disposición de sus moléculas hace que tenga una enorme «superficie interna» con propiedades fractales, que es lo que actúa a modo de condensador para guardar la carga eléctrica.

Cuentan como curiosidad que en el laboratorio se dieron cuenta de que una estructura en la que habían combinado estos materiales mantenía la carga eléctrica pese a haber sido desenchufada. Aunque tiene menos capacidad que una batería de litio es más fácil de utilizar a gran escala, así que todo depende de cómo se aplique. Además, el material tiene la ventaja de que se puede cargar a gran velocidad. De momento han conseguido que un pequeño bloque de cemento pueda alimentar una pequeña consola GameBoy.

Los investigadores dicen que con este material podrían crearse baterías capaces de almacenar energía eléctrica en la propia estructura con que se construyen las viviendas: metros y metros cúbicos de lo que hoy es simplemente cemento, convertido en gigantescas baterías. De este modo podrían tener aplicaciones tanto residenciales como industriales, sirviendo para crear baterías para hogares autosuficientes.

Otra posibilidad es emplearlo para construir las soñadas «carreteras autorrecargables» para vehículos eléctricos. Dado que en esos casos la superficie y volumen del carbono-cemento no sería problema, y a que son capaces de transmitir la carga a través de la estructura de cemento, podrían ser un estupendo lugar en el que probar su verdadera valía. Naturalmente, también podrían servir como baterías de almacenamiento junto a fuentes renovables como las turbinas eólicas, solares o las estaciones de energía mareomotriz.

Una capacidad humilde, pero suficiente

Según han calculado, una vivienda edificada con este carbono-cemento podría almacenar durante el día la energía que una familia media necesita en 24 horas, de modo que sería una especie de almacenamiento autosuficiente. Los datos exactos son que 45 metros cúbicos (un cubo de unos 3,5 metros de lado) puede almacenar 10 KWh de energía, lo que consume un hogar promedio. Su precio no añadiría un gran coste a la construcción de la vivienda respecto a lo que es el coste de materiales tradicionales, y su resistencia estructural es básicamente la misma, aunque se puede hacer variar: a cambio de mayor capacidad de almacenamiento, menos resistencia; para más carga, menos resistencia allá donde no sea necesaria. Esto se hace ajustando la mezcla de cemento y negro de carbón.

Pese a tener todavía algunos asuntos que resolver, como que hay que asegurarse de que el material no resulte tóxico, y que producir cemento supone un porcentaje muy alto de las emisiones de CO2 globales (entre el 5% y el 8%) lo más prometedor es que este nuevo material está compuesto de sustancias comunes como el agua, el cemento y el negro de carbón, que ya conocemos desde la antigüedad y que pueden combinarse sin grandes problemas. Dado que otras baterías como las de litio se enfrentan a problemas de escasez de la materia prima de que están fabricadas, esta nueva alternativa puede resultar sumamente interesante. Desde luego no para reemplazar a las baterías tradicionales, con las que no compite en tamaño y velocidad, pero sí para ciertos escenarios donde hasta ahora no existía esa posibilidad. Quién sabe cómo acabaremos fabricando las viviendas y carreteras del futuro, tal vez con gigantescas baterías en su propia estructura.

Fotos | Damian Stefaniuk / MIT

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