Một công nghệ bê tông mới ra đời mang tên Carbon black – Bê tông siêu tụ điện mới được ra đời, có thể lưu trữ một lượng điện và sử dụng dần, mở ra cơ hội ứng dụng lớn trong đời sống.
Sau đây mời các anh em kỹ thuật xây dựng và khách hàng quan tâm cùng công ty cổ phần xây dựng T&C Việt Nam tìm hiểu về loại vật liệu mới lạ này cùng tiềm năng ứng dụng trong bài viết chia sẻ sau đây nhé!
Giới thiệu công nghệ
Mục lục
Những tưởng bê tông chỉ là vật liệu kết cấu thô, nhưng các nhà khoa học tại MIT vừa tạo ra bước đột phá: “bê tông siêu tụ điện”, cho khả năng vừa chịu lực, vừa lưu trữ năng lượng. Vật liệu này được tạo ra bằng cách kết hợp xi măng, nước và muội than (carbon black) – một vật liệu cổ xưa và phổ biến – tạo ra một hệ mạng carbon dẫn điện bên trong bê tông khi nó đông cứng
Khối bê tông thể tích 45 m³, với tỉ lệ phối hợp carbon hợp lý, có thể lưu trữ tới 10 kWh điện – đủ để đáp ứng khoảng 1/3 nhu cầu điện trung bình của một gia đình Mỹ.
Đây là minh chứng cho tiềm năng siêu mở rộng của công nghệ: từ những điện cực siêu mỏng dùng để thắp sáng LED, cho đến hệ thống cấp điện cho toàn bộ căn nhà, mở ra tiềm năng ứng dụng lớn trong đời sống, đồng thời đảm bảo thân thiện với môi trường và có thể giải quyết được một phần vấn đề sử dụng điện trong thời đại đang thiếu điện ở Việt Nam hiện nay.
Nguyên lý hoạt động của bê tông siêu tụ điện Carbon black
Cơ chế lưu trữ bắt nguồn từ cách bê tông đóng rắn: nước phản ứng với xi măng tạo mạng cấu trúc phân nhánh, carbon black bị hút vào các kênh này, hình thành mạng lưới dẫn điện bên trong vật liệu. Nhờ vậy, bê tông vừa giữ được tính chịu lực, vừa hoạt động như các bản cực để tạo siêu tụ điện
Khác với pin, siêu tụ điện hoạt động theo nguyên lý tích điện, khả năng sạc – xả nhanh, độ bền cao, đáp ứng hàng nghìn chu kỳ mà không suy giảm hiệu suất
Ưu điểm nổi bật
Theo đánh giá, loại vật liệu bê tông siêu tụ điện này khi ra đời giành được nhiều sự quan tâm của cộng đồng xây dựng, với rất nhiều các ưu điểm được đánh giá cao như sau:
- Giá thành thấp: tận dụng xi măng và carbon black – hai vật liệu sẵn có và thân thiện với môi trường.
- Sạc-xả cực nhanh: có thể cung cấp năng lượng tức thì cần để khởi động hệ thống hoặc xếp đoạn ngắn điện áp.
- Tuổi thọ dài: siêu tụ điện không chịu hao mòn hóa học, cho hoạt động bền bỉ theo thời gian.
- Mở rộng linh hoạt: có thể tăng diện tích lưu trữ chỉ bằng cách tăng thể tích bê tông chứa carbon.
Ứng dụng trong thực tế
Tiềm năng ứng dụng trong thực tế của bê tông siêu tụ điện này rất cao, đặc biệt có thể lưu trữ điện cho các ngôi nhà sử dụng hữu hiệu. Tiềm năng ứng dụng như sau:
- Móng nhà tích năng lượng: một ngôi nhà có thể chứa đủ năng lượng sử dụng trong một ngày từ các tấm năng lượng mặt trời đặt trên nóc
- Đường giao thông sạc không dây cho xe điện: bê tông siêu tụ điện dùng làm nền đường, kết hợp với công nghệ sạc từ xa để hỗ trợ phương tiện EV lưu thông, thay thế hữu hiệu cho đường làm bằng bê tông nhựa asphalt với nhiều lợi ích.
- Ứng dụng cho nhà biệt lập/off-grid: tích hợp cùng pin mặt trời ở vùng nông thôn, giúp giảm phụ thuộc vào lưới điện
Thách thức cần vượt qua
Tuy nhiên do là một vật liệu mới nên cần nhiều thời gian để tối ưu trước khi đưa vào sử dụng một cách đại trà. Một số thách thức có thể kể đến như:
- Chất lượng công trình: tăng lượng carbon có thể giảm độ chịu lực của bê tông. Dưới 10% là liều lượng cân bằng giữa chịu lực và lưu trữ năng lượng
- Khả năng thương mại: công nghệ này mới chỉ ở giai đoạn nghiên cứu. Cần thêm nhiều thử nghiệm thực địa, đánh giá độ bền, khả năng chống thấm và chu kỳ thời tiết.
- Hiệu suất tự xả: cần đảm bảo siêu tụ điện giữ năng lượng đủ lâu để phục vụ nhu cầu thiết thực.
- Giá thành cho quy mô lớn: khối lượng vật liệu khổng lồ cần được sản xuất đồng nhất mà vẫn kiểm soát được chi phí và hiệu suất quốc tế.
Cơ hội cho tương lai
Với tiềm năng tích hợp vào nền móng công trình, bê tông siêu tụ điện mở ra viễn cảnh một xã hội xây dựng thông minh – nơi tòa nhà, đường sá không chỉ là vật lý, mà còn là nguồn năng lượng.
Giảm phụ thuộc vào pin lithium hiếm, giảm phát thải CO₂ từ xi măng nhờ ứng dụng sáng tạo trong hạ tầng. Tiềm năng này hoàn toàn phù hợp với chiến lược phát triển bền vững toàn cầu, đặc biệt trong các đô thị thông minh và quy hoạch xanh.
Lời kết
Bê tông siêu tụ điện của MIT không chỉ là phát minh mới lạ mà còn là minh chứng: với trí tuệ và nguồn tài nguyên vốn dĩ bình thường, chúng ta có thể tạo ra đột phá thay đổi cách tích trữ và sử dụng năng lượng. Từ móng nhà đến đường phố, nền công nghiệp năng lượng có thể chuyển mình theo cách kiến tạo bằng bê tông.
Đừng quên cập nhật các kiến thức mới liên quan tới bê tông và công nghệ xây dựng được công ty thi công thảm bê tông nhựa nóng tại Hà Nội T&C Việt Nam chúng tôi tổng hợp và chia sẻ mỗi ngày trên website nhé!
