Бетон, занимающий второе место по объёму использования в мире после воды, обрёл новую функцию. Исследования показали: всего 5 кубических метров инновационного материала — эквивалент стены подвала типичного американского дома — способны обеспечить суточные энергозатраты среднестатистической семьи.
Прорыв стал возможен благодаря сочетанию традиционных строительных технологий с нанонаукой. В 2023 году команда MIT впервые создала энергоаккумулирующий бетон, смешав цемент с ультрадисперсными частицами технического углерода и электролитами. Тогда для покрытия дневных потребностей дома требовалось 45 м³ материала. Однако новая формула увеличила энергоёмкость в 10 раз.
Ключевыми улучшениями стали:
- замена стандартных электролитов на органические составы с аммонийными солями (используются в дезинфицирующих средствах) и ацетонитрилом (промышленная жидкость);
- изменение технологии внедрения — электролиты теперь добавляют непосредственно в воду для замеса цемента, а не пропитывают готовый бетон. Это позволило сформировать более толстые и мощные электроды, значительно повысив плотность энергонакопления.
Практический результат впечатляет: 1 м³ нового бетона (размер стандартного холодильника) хранит свыше 2 кВт·ч энергии. Этого достаточно, чтобы обеспечить работу бытового холодильника в течение суток.
Актуальность разработки подчёркивается глобальными вызовами. По данным Международного энергетического агентства, здания потребляют более трети мировой энергии и генерируют 40 % выбросов углерода. Основная причина — энергоёмкое производство цемента, сопровождающееся выделением углекислого газа. Традиционные аккумуляторы, хотя и решают часть задач, имеют существенные недостатки: они требуют дефицитных материалов и наносят вред экологии при добыче и переработке.
Бетон‑батарея предлагает принципиально иной подход. Материал совмещает конструктивную и накопительную функции, позволяя:
- аккумулировать энергию от солнечных панелей прямо в стенах зданий;
- превращать городские тротуары в источники питания для уличного освещения;
- наделять мосты и дамбы дополнительной функцией энергохранилищ.
«Мы взяли древний материал — бетон — и показали, что он способен на нечто совершенно новое, — отмечает соавтор исследования Джеймс Уивер. — Объединяя нанонауку с традиционным строительным материалом, мы создаём инфраструктуру, которая не просто поддерживает жизнь, но и даёт энергию».
Перед технологией остаются задачи по масштабированию производства, тестированию долговечности в реальных условиях и снижению стоимости компонентов. Однако уже сейчас очевидно: бетон‑батарея — не лабораторный эксперимент, а реальный шаг к городам, где каждая стена работает на благо экологии и комфорта человека.
