5 bis 8 Prozent der weltweiten Kohlendioxidemissionen durch menschliche Aktivitäten entfallen auf die Zementproduktion. Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben nun einen Weg gefunden, aus drei einfachen, billigen Materialien - Wasser, Zement und Ruß - einen Energiespeicher herzustellen. Der sogenannte Superkondensator funktioniert aufgrund einer ungewöhnlichen Eigenschaft von Ruß - dieser ist hoch leitfähig. Das heißt, wenn Ruß mit Zementpulver und Wasser kombiniert wird, entsteht eine Art Beton, der voller Netzwerke aus leitfähigem Material ist und eine Form annimmt, die an immer weiter verzweigte, winzige Wurzeln erinnert. Allerdings muss der Russzement neu hergestellt werden, recycelter Zement kann nicht genutzt werden.Superkondensatoren sind hocheffiziente Energiespeicher, unterscheiden sich aber in einigen wichtigen Punkten von Batterien. Sie können viel schneller aufgeladen werden als Lithium-Ionen-Batterien und haben nicht die gleichen Leistungseinbußen. Allerdings geben Superkondensatoren die gespeicherte Energie auch schnell wieder ab, was sie für Geräte wie Mobiltelefone, Laptops oder Elektroautos, bei denen eine konstante Energieversorgung über einen längeren Zeitraum erforderlich ist, weniger nützlich macht. Damian Stefaniuk zufolge könnten Superkondensatoren aus Kohlenstoffzement jedoch einen wichtigen Beitrag zu den Bemühungen um die Dekarbonisierung der Weltwirtschaft leisten."Wenn es gelingt, die Technologie in größerem Maßstab einzusetzen, kann sie helfen, ein wichtiges Problem zu lösen - die Speicherung erneuerbarer Energie", sagt er. Er und seine Forscherkollegen vom MIT und dem Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering der Harvard University arbeiten gerade an der Skalierung des neuen Betons. Sie sehen mehrere Anwendungsmöglichkeiten für ihre Superkondensatoren vor. Eine davon könnte darin bestehen, Straßen zu bauen, die Sonnenenergie speichern und Elektroautos drahtlos aufladen, während sie eine Straße entlangfahren. Durch die rasche Freisetzung von Energie aus dem Kohlenstoff-Zement-Superkondensator könnten die Fahrzeuge ihre Batterien schnell aufladen. Eine andere Möglichkeit wäre die Verwendung als energiespeichernde Fundamente von Häusern - "Wände, Fundamente oder Säulen, die nicht nur eine Struktur tragen, sondern in denen auch Energie gespeichert wird", sagt Stefaniuk.Das ist jedoch noch Zukunftsmusik - im Moment kann der Superkondensator aus Beton etwas weniger als 300 Wattstunden pro Kubikmeter speichern. Das ist genug, um eine 10-Watt-LED-Glühbirne 30 Stunden lang mit Strom zu versorgen. Die Leistung "mag im Vergleich zu herkömmlichen Batterien gering erscheinen, [aber] ein Fundament mit 30-40 Kubikmetern Beton könnte ausreichen, um den täglichen Energiebedarf eines Wohnhauses zu decken", sagt Stefaniuk. "Angesichts der weltweit verbreiteten Verwendung von Beton hat dieses Material das Potenzial, äußerst wettbewerbsfähig und nützlich für die Energiespeicherung zu sein".MBI/sir/10.9.2024 

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