Ecologia

Come funziona il cemento che fa da batteria: la strada per la transizione energetica passa da qui?

In arrivo un composto innovativo di cemento, acqua e carbon black in grado di funzionare come un supercondensatore: in pratica, un cemento che fa da batteria.

Immaginate strade in grado non solo di raccogliere energia solare, ma anche di ricaricare i veicoli elettrici in transito sopra di esse. Uno scenario simile, a dire il vero, è già realtà a Detroit, dove sulla 14th Street i veicoli possono fruire di una ricarica wireless (a pagamento, 2 dollari per miglio) proveniente da dispositivi integrati con l'asfalto. In un futuro non troppo lontano, però, potrebbero essere le strade stesse a stoccare e fornire energia, grazie a un'innovativa invenzione realizzata presso il Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Boston. Un team di ricerca ha infatti sviluppato un materiale innovativo composto da cemento, acqua e carbon black (sostanza fuligginosa, altamente conduttiva e idrofobica) capace di funzionare come un supercondensatore e di dare vita a una sorta di "cemento elettrificato": in pratica, un cemento che fa da batteria.

Energia sotto i piedi. Nel dettaglio, un supercondensatore è un dispositivo di accumulo che, oltre a essere più efficiente e meno soggetto a degrado, è anche capace di rilasciare l'energia in modo molto più rapido rispetto a una batteria tradizionale. Tale caratteristica lo rende ideale per applicazioni che richiedono scariche brevi ma intense, proprio come la ricarica di un dispositivo elettrico.

Grazie alle sue proprietà, il cemento elettrificato potrebbe essere utilizzato per pavimentare le strade del futuro, rivoluzionando il modo in cui conserviamo e utilizziamo l'energia rinnovabile e rappresentando una promettente soluzione per ridurre l'impatto ambientale dell'intero settore edilizio, oggi responsabile di una parte significativa delle emissioni globali di CO2. Già, "edilizio", perché la capacità di immagazzinare energia del nuovo materiale potrebbe essere impiegata anche nella realizzazione di edifici residenziali e industriali.

Edilizia sostenibile. Secondo i calcoli dei ricercatori, un blocco di cemento e carbon black di 45 metri cubi riesce a stoccare abbastanza energia da alimentare una casa media negli Stati Uniti per un'intera giornata. Questo significa che abitazioni costruite con fondamenta di cemento elettrificato potrebbero accumulare quanto prodotto da pannelli solari o da turbine eoliche e renderlo disponibile, quando necessario, direttamente attraverso l'impianto di casa. 

Utilizzare un materiale come il cemento per raccogliere e distribuire l'energia, non solo migliorerebbe l'efficienza degli edifici, ma rappresenterebbe anche una soluzione vantaggiosa e sostenibile. Al mondo, infatti, ci sono 101 miniere di litio attive, le quali richiedono l'utilizzo di molta corrente elettrica e di acqua per funzionare, vanificando in parte i benefici ambientali che si cerca di ricavare con la transizione ecologica e con la decarbonizzazione.

Inoltre, la capacità totale di queste miniere non riuscirà nel tempo a tenere il passo della crescente richiesta globale (a meno di non sviluppare una filiera standard per il riciclo), senza considerare che l'estrazione del minerale comporta il rischio di un travaso di sostanze tossiche nelle falde idriche.

Impatto e prospettive. L'ampia disponibilità di cemento, al contrario, è uno degli assi della manica della nuova tecnologia. La sua integrazione con un sistema efficiente di stoccaggio offrirebbe una grande opportunità per il settore delle costruzioni in ogni angolo del mondo, soprattutto nei paesi in via di sviluppo. I ricercatori del MIT sono ottimisti circa il potenziale successo della loro invenzione: «L'ampia disponibilità dei componenti rende questa soluzione competitiva e praticabile», spiega Damian Stefaniuk, tra i quattro firmatari della ricerca, parlando alla BBC: «La prima volta che ho visto accendersi la lucina LED che avevamo collegato al blocchetto di cemento elettrificato da 1 volt, non potevo crederci».

Nella ricerca, pubblicata su PNAS, si descrivono anche blocchi da 12 volt in grado di alimentare un giochino elettronico o di azionare una ventola. Questa innovazione potrebbe spingere l'industria edilizia verso una direzione più sostenibile e resiliente dal punto di vista energetico, aprendo la strada a un futuro in cui le nostre infrastrutture non solo supporteranno, ma immagazzineranno e utilizzeranno la stessa energia in modo intelligente.

9 luglio 2024 Simone Valtieri
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