Trong những năm qua, các nhà khoa học đã nghiên cứu để cải tiến bê tông, được cho là vật liệu xây dựng phổ biến nhất trên hành tinh dùng để lưu trữ năng lượng. Theo xu hướng đó, năm 2023, các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã tìm ra cách kết hợp xi măng, nước và muội than để tạo ra “siêu tụ điện” phục vụ mục đích này. Giờ đây, chính nhóm nghiên cứu này đã mở rộng công suất lưu trữ năng lượng của pin bê tông lên gần 10 lần.

Bê tông carbon dẫn điện tử hay còn gọi là ec3 có kích thước chỉ 5m3 hoặc khoảng bằng thể tích của một bức tường tầng hầm thông thường, có thể chứa đủ năng lượng để đáp ứng nhu cầu hàng ngày của một gia đình. Con số này giảm 45m3 so với phiên bản năm 2023, nhưng vẫn lưu trữ năng lượng tương tự.

Trước đây, nhóm nghiên cứu tại MIT đã tạo ra ec3 bằng cách xử lý hỗn hợp bê tông với muội than dẫn điện cao, bột xi măng và nước. Sau đó, vật liệu này được ngâm trong chất điện phân như kali clorua, cung cấp các hạt tích điện tích tụ trên các cấu trúc carbon. Hai điện cực từ loại bê tông đặc biệt này, được ngăn cách bởi một khoảng trống mỏng hoặc một lớp cách điện, tạo thành siêu tụ điện có thể lưu trữ năng lượng.

Để tăng mật độ năng lượng của ec3, nhóm nghiên cứu đã áp dụng phương pháp hình ảnh 3D độ phân giải cao gọi là chụp cắt lớp FIB-SEM để tìm hiểu cơ chế hoạt động của mạng lưới nanocarbon đen bên trong vật liệu. Sau đó, các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm một số chất điện phân khác nhau và xác định được các chất khả thi cho ec3, cũng như với các điện cực dày có thể lưu trữ nhiều năng lượng hơn trước đây và không cần các bước xử lý sau. Họ đã chọn chất điện phân hữu cơ kết hợp muối amoni bậc bốn với một chất lỏng dẫn điện phổ biến gọi là acetonitrile.

Lấy cảm hứng từ kiến trúc La Mã cổ đại, các nhà nghiên cứu đã tạo ra một vòm mô hình để chứng minh khả năng chịu tải kết cấu và lưu trữ năng lượng của ec3. Ec3 cung cấp năng lượng cho đèn LED 9V. Điều thú vị nữa là khi một tải trọng được thêm vào để tạo ứng suất cho vòm, đèn sẽ nhấp nháy.

Nhóm nghiên cứu thừa nhận mặc dù hầu hết các loại pin thương mại đều có mật độ năng lượng cao hơn nhiều so với EC3, nhưng đây là những bước đầu tiên hướng tới việc thiết kế lại loại vật liệu phổ biến và làm cho nó hữu ích hơn rất nhiều.

N.P.D (NASTIS), theo Newatlas, 9/2025