Los edificios de hormigón podrían convertirse en baterías recargables

El hormigón es el material más consumido en el mundo después del agua. Debido a que ya nos rodea en el entorno construido, los investigadores han estado explorando la idea de usar hormigón para almacenar electricidad, convirtiendo esencialmente edificios en baterías gigantes.

La idea ha ido ganando terreno a medida que dependemos cada vez más de la energía renovable del viento y el sol: las baterías recargables son necesarias cuando el viento no sopla o cae la noche, pero, irónicamente, a menudo están hechas de sustancias tóxicas que distan mucho de ser ambientalmente amistosas.

Algunos investigadores quieren construir baterías recargables en estructuras de hormigón. Foto: Lord Runar Getty Images. Scientific American.

Las baterías de hormigón experimentales solo han logrado contener una fracción de lo que hace una batería tradicional. Pero un equipo ahora informa en Buildings que ha desarrollado un prototipo recargable que podría representar un aumento de más del 900 por ciento en la carga almacenada, en comparación con los intentos anteriores.

Una batería de hormigón instalada puede parecer poco probable. Aún así, “se puede hacer una batería con una patata”, señala Aimee Byrne, profesora de ingeniería estructural en la Universidad Tecnológica de Dublín, que no participó en el nuevo estudio. En un futuro en el que la sostenibilidad es clave, gusta la idea de edificios que eviten el desperdicio proporcionando refugio y alimentando dispositivos electrónicos.

“Esto está agregando funciones adicionales al material de construcción actual, lo cual es bastante prometedor en mi opinión”, dice la coautora del estudio Emma Zhang, quien trabajó en el nuevo diseño de la batería en la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia y ahora es científica de desarrollo senior en la empresa de tecnología Delta de Suecia. Ella y sus colegas imitaron el diseño de las sencillas baterías Edison pero de larga duración, en las que una solución de electrolitos transporta iones entre placas de níquel cargadas positivamente y placas de hierro cargadas negativamente, creando un potencial eléctrico que produce voltaje.

En este caso, los investigadores mezclaron fibras de carbono conductoras en cemento (un ingrediente principal del hormigón) para sustituir el electrolito. También incorporaron capas de una malla de fibra de carbono, recubiertas de níquel o hierro, para que actuaran como placas.

Esta configuración demostró ser capaz de descargar energía y luego recargarse. “El hecho de que hayan logrado recargarlo hasta cierto punto, creo que es un paso muy importante hacia donde debemos estar”, dice Byrne. Al igual que su inspiración, el prototipo es duradero (las baterías Edison pueden funcionar durante décadas). Y resiste la sobrecarga, agrega Zhang. “Puede abusar de esta batería tanto como se quiera sin poner en peligro el rendimiento”, dice.

Aunque el nuevo diseño almacena más de 10 veces más energía que las pruebas anteriores, todavía tiene un largo camino por recorrer: “200 metros cuadrados pueden proporcionar alrededor del 8 por ciento del consumo diario de electricidad” de una casa típica de EE. UU., Dice Zhang.

Esto no es suficiente para competir con los dispositivos recargables actuales. “Estamos obteniendo miliamperios de [baterías de cemento], no estamos obteniendo amplificadores”, dice Byrne. “Recibimos horas en lugar de días de carga”. Pero agrega que “las baterías a base de cemento están completamente en su infancia, en comparación con otros diseños de baterías”. Las primeras baterías, incluida la de Thomas Edison, eran sencillas y voluminosas. Los investigadores experimentaron con nuevos materiales y diseños durante más de un siglo para desarrollar los pequeños y eficientes dispositivos de la actualidad. Byrne sugiere que el almacenamiento de energía a base de hormigón podría experimentar una evolución similar. “La idea es que estamos mirando hacia el futuro”, dice. “Estamos jugando a largo plazo con él”.