MIT, Betonu Pile Dönüştürdü | DonanımHaber
MIT’nin yürüttüğü “EC³ Hub” projesinde, çimento, su, nano boyutta karbon siyahı ve elektrolitler, özel bir formül ile birleştiriliyor. Bu karışım, kendiliğinden oluşan iletken “nanonetwork” (nanojeneratör) oluşturarak, betonun yük taşıyan bir malzeme olmanın yanı sıra elektrik depolayan bir sistem haline gelmesini sağlıyor.
Bu yaklaşım, şehrin altyapısının temel işlevini değiştirme potansiyeline sahip. Bu proje sayesinde beton, yalnızca duvarları, köprüleri veya kaldırımları inşa etmekle kalmayacak, aynı zamanda enerji depolayan dev bataryaların yapı taşı da olabilecek. Böyle bir dönüşüm, güneş panellerinden elde edilen fazla enerjiyi binaların duvarlarında depolamak veya elektrikli araçları şarj eden yollar oluşturmak gibi füturistik senaryoların gerçekleşmesini sağlayabilir. Yani bu teknolojinin gelişimi ile kentler, kendi enerjilerini depolayıp yönetebilen “canlı altyapılara” dönüşebilir.
MIT araştırmacılarından Prof. Admir Masic, “Beton, dünyada en yaygın kullanılan yapı malzemesidir. Bu kadar yaygın bir materyali enerji depolamak için kullanabilirsek, sürdürülebilirlik açısından büyük bir kazanç sağlar.” diyerek projenin dönüşüm potansiyeline vurgu yapıyor.
Karbon Siyahı, Yalıtkan Yapıyı Dönüştürüyor
Yeni geliştirilen elektron iletken beton (EC³), klasik beton üretim mantığını köklü şekilde değiştiren bir yöntem üzerine inşa edilmiştir. Normalde beton; çimento, su, kum ve çakıldan oluşan ve elektrik açısından yalıtkan bir malzeme iken, MIT ekibi nano ölçekte karbon siyahı ekleyerek, çimentonun içerisinde belirli bir düzenle iletken ağlar oluşturarak elektriğin serbestçe dolaşmasına olanak tanımıştır. Sonuç olarak, ortaya çıkan malzeme hem yüksek mekanik dayanıklılığı hem de elektrokimyasal depolama kapasitesi ile dikkat çekiyor.
Bu sistem süperkapasitör mantığıyla çalışmaktadır. Yani enerji, kimyasal reaksiyon yoluyla değil, yüzeydeki elektrik yüklerinin depolanmasıyla toplanır. Bu sayede EC³, klasik pillerden farklı olarak çok daha hızlı şarj olup boşalabiliyor ve binlerce kez döngüye girebiliyor. Deneysel prototiplerde, yalnızca birkaç santimetre kalınlığındaki EC³ bloklarının LED lambalarını çalıştıracak kadar enerji depolayabildiği kanıtlanmıştır. Araştırmacılar bu kapasitenin malzeme kalınlığı ile doğru orantılı olarak arttığını ve bir evin günlük enerji ihtiyacını karşılayacak boyutlardaki sistemlerin teorik olarak mümkün olduğunu ifade etmektedir.
MIT’nin açıkladığı bilgilere göre, 45 metreküplük EC³ beton kaplamalı bir temel, yaklaşık 10 kWh enerji depolayabiliyor; bu da güneş paneli sisteminden gelen enerjinin gün boyunca depolanıp gece kullanıma sunulması anlamına geliyor. Ayrıca bu yapı, güneş panelleri, elektrikli araç şarj sistemleri veya şehir şebekesi ile doğrudan entegre edilebilecek şekilde tasarlanabiliyor.
Projeyle ilgili dikkat çekici bir başka nokta, EC³’ün üretim maliyetlerinin geleneksel betona oldukça yakın olması. Kullanılan karbon siyahı, endüstride yaygın ve ucuz bir madde. Bu da teknolojinin laboratuvar dışındaki uygulama potansiyelini artırıyor. Bununla birlikte araştırmacılar, ölçeklenebilirlik, uzun ömürlü dayanıklılık ve nem gibi çevresel faktörlerin dikkate alınması üzerine çalışmalarına devam ediyor. Ayrıca, enerji depolama kapasitesinin artırılması için karbon nano tüpler ve grafen katkılı versiyonlar da test ediliyor.
Eğer bu sistem gerçek dünyada başarılı bir şekilde uygulanabilirse, yapı ölçeğinde enerji depolama sorununa bir çözüm sunduğu söylenebilir. Şehir altyapısı kendisini bir “batarya ağına” dönüştürebilir. Elbette bunun için hâlâ aşılması gereken birçok engel mevcut ama MIT’nin çalışması, geleceğin şehirlerini tasarlamak adına heyecan verici bir kapı açmaktadır.
