Kondensator aus Zement und Ruß: Neuer Stromspeicher kann als Fundament dienen

Aus Zement, elektrisch leitfähigem Ruß und Wasser stellen Ingenieure des Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge bei Boston Kondensatoren her. Diese können als Fundamente von Gebäuden genutzt werden und tagsüber Strom speichern, der von Solarzellen auf dem Dach und an den Fassaden produziert wird und zunächst keine Abnehmer findet. Die Kosten für die Fundamente würden, so sagen die Entwickler, kaum oder gar nicht erhöht.

Im Prinzip sehr einfache Bauelemente

Kondensatoren sind im Prinzip sehr einfache Bauelemente, die aus zwei elektrisch leitfähigen Platten bestehen, die durch eine Membran getrennt sind. Wenn eine Spannung an den Kondensator angelegt wird, sammeln sich positiv geladene Ionen auf der einen und negativ geladenen auf der anderen Platte. Da die Membran zwischen den Platten die Migration geladener Ionen verhindert, erzeugt diese Trennung der Ladungen ein elektrisches Feld. Schließt man an die Platten einen Verbraucher an, etwa eine Lampe, fließen die Elektronen durch die Lampe hindurch von der einen zur anderen Platte und bringen diese zum Leuchten.

Betonplatten speichern Strom

Die Menge an Strom, die ein Kondensator speichern kann, hängt von der Gesamtoberfläche seiner leitenden Platten ab. Der Schlüssel zu den MIT-Superkondensatoren liegt in der Herstellung des Betons. Sie mischten Zement und Ruß und fügten dann die übrigen Bestandteile von Beton, Sand, Kies und Wasser hinzu, rührten ordentlich und ließen den Brei aushärten. Im Inneren bildete sich ein dichtes Netzwerk aus leitendem Ruß. Zwei Platten aus diesem Material, die von einer dünnen nicht-leitenden Membran getrennt werden, bilden den Kondensator. Viele davon können ein ganzes Fundament darstellen.

Unterstützung für die Energiewende

„Superkondensatoren aus diesem Material haben ein großes Potenzial, die weltweite Energiewende zu unterstützen“, sagt Franz-Josef Ulm, MIT-Professor für Bauingenieurswesen, der zum Entwicklerteam gehört. „Die Hauptquellen für emissionsfreie Energie, Wind-, Solar- und Gezeitenkraft, erzeugen Strom zu variablen Zeiten, die oft nicht den Spitzen des Stromverbrauchs entsprechen, so dass Möglichkeiten zur Speicherung dieser Energie unerlässlich sind.“ Es gebe einen enormen Bedarf an großen Energiespeichern, doch Batterien seien zu teuer und basierten meist auf raren Materialien wie Lithium. „Da ist unsere Technologie extrem vielversprechend, denn Zement ist allgegenwärtig“, so Ulm.

via MIT