MIT entwickelt Superkondensator aus Zement, Wasser und Ruß

Die Materialien mögen auf den ersten Blick ungewöhnlich klingen, aber Forschende am MIT haben einen neuen Superkondensator aus „alten Materialien“ geschaffen – konkret aus Zement, Ruß und Wasser. Er könnte zum Beispiel zum Laden von E-Autos genutzt werden.

Auch in Gebäudefundamenten könnte der Superkondensator integriert werden. Er würde so zur Stabilität eines Hauses beitragen und gleichzeitig „Energie für einen gesamten Tag speichern“, schreibt das MIT. Integriert in einer Fahrbahn, könnte er Elektroautos kontaktlos mit Strom versorgen.

Der Superkondensator funktioniert folgendermaßen: Forscher haben Zement mit Wasser gemischt und einen geringen Anteil Ruß hinzugefügt. Das Wasser verbindet sich mit dem Zement, aber Ruß stößt Wasser ab. Die Rußpartikel bilden dann „lange, miteinander verbundene Ranken“ innerhalb des ausgehärteten Zements, die wie Drähte fungieren. Ruß ist sehr leitfähig und bildet eine fraktal ähnliche Struktur, bei der größere Äste kleinere Äste hervorbringen und so weiter, sodass sich eine extrem große Oberfläche auf einem relativ kleinen Volumen ergibt, erklärt das MIT.

„Das Material ist faszinierend“, sagt MIT-Professor und Co-Forscher Admir Masic, „denn es handelt sich um das meistgenutzte von Menschenhand geschaffene Material der Welt, Zement, der mit Ruß kombiniert wird, einem bekannten historischen Material – die Schriftrollen vom Toten Meer wurden damit geschrieben. Man hat diese mindestens zwei Jahrtausende alten Materialien, die, wenn man sie auf eine bestimmte Art und Weise kombiniert, ein leitfähiges Nanokomposit ergeben, und dann wird es erst richtig interessant.“

Laut dem MIT-Forschungsteam könne der von ihnen entwickelte Zement-Ruß-Superkondensator bei einer Größe von 45 Kubikmeter – also ein Würfel mit einer Kantenlänge von rund 3,5 Metern – etwa zehn Kilowattstunden Energie speichern, was dem durchschnittlichen täglichen Stromverbrauch eines Haushalts entspreche.

Und der Superkondensator des MIT kann noch mehr. „Es handelt sich um ein multifunktionales Material“, fügt MIT-Professor Franz-Josef Ulm hinzu. Neben seiner Fähigkeit, Energie in Form von Superkondensatoren zu speichern, könne dieselbe Art von Betonmischung auch als Heizsystem verwendet werden, indem man kohlenstoffhaltigen Beton unter Strom setzt.
mit.edu