Xuất hiện bê tông 'sống' có thể lưu trữ tới 10 kWh điện, hứa hẹn thay thế pin lithium

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Aarhus (Đan Mạch) vừa chứng minh rằng xi măng không chỉ dùng để xây tường hay chống đỡ công trình, mà còn có thể trở thành nguồn lưu trữ điện năng.

Bằng cách tích hợp vi khuẩn sống vào loại vật liệu xây dựng phổ biến nhất thế giới, nhóm nghiên cứu đã tạo ra một siêu tụ điện có khả năng tích trữ và phóng điện. Đặc biệt, loại vật liệu này còn có thể “hồi sinh” sau khi vi khuẩn được cung cấp dưỡng chất.

“Chúng tôi đã kết hợp chức năng với kết cấu, tạo ra một vật liệu vừa mang tải trọng, vừa lưu trữ năng lượng và có khả năng tự phục hồi”, nhà nghiên cứu chính Qi Luo cho biết.

Trước nay, bê tông luôn được coi là vật liệu vô cơ, không có sự sống. Nhưng nhóm Đan Mạch đã thách thức quan niệm này bằng cách bổ sung Shewanella oneidensis, một loại vi khuẩn có khả năng truyền điện tử ra ngoài tế bào.

Khi được đưa vào xi măng, các vi khuẩn này tạo ra mạng lưới hạt mang điện, giúp lưu trữ và giải phóng năng lượng. Thử nghiệm ban đầu cho thấy hiệu quả vượt trội so với các thiết bị lưu trữ năng lượng dựa trên xi măng truyền thống. Ngay cả khi vi khuẩn chết đi, xi măng vẫn duy trì khả năng tích điện, và có thể “hồi sinh” khi được cung cấp dưỡng chất.

Hệ thống “hồi phục năng lượng”

Để duy trì hoạt động lâu dài, nhóm nghiên cứu tích hợp hệ thống vi lỏng vào khối xi măng, nhằm bổ sung protein, vitamin, muối khoáng và các yếu tố tăng trưởng cho vi khuẩn. Cách làm này giúp khôi phục tới 80% dung lượng lưu trữ ban đầu.

Các khối xi măng đặc biệt còn chứng minh được độ bền trong điều kiện khắc nghiệt, từ giá lạnh đến nắng nóng. Trong một thử nghiệm, sáu khối xi măng ghép lại đã đủ điện để thắp sáng một bóng đèn LED.

“Đây không chỉ là thí nghiệm trong phòng lab”, Luo nhấn mạnh. “Chúng tôi hình dung công nghệ này có thể được tích hợp trực tiếp vào tường, móng hay cầu, đóng vai trò như một dạng pin tại chỗ hỗ trợ năng lượng tái tạo, chẳng hạn như từ pin mặt trời”.

Theo ước tính, một căn phòng xây hoàn toàn bằng vật liệu này có thể lưu trữ khoảng 10 kWh, đủ để vận hành một máy chủ doanh nghiệp trong một ngày.

Hạ tầng tự cấp năng lượng

Khi năng lượng tái tạo ngày càng mở rộng, nhu cầu về giải pháp lưu trữ bền vững, chi phí thấp càng tăng. Trong khi pin truyền thống phụ thuộc vào các nguyên liệu khan hiếm như lithium hay cobalt và nhanh chóng xuống cấp, hệ thống dựa trên xi măng lại dùng nguyên liệu rẻ, dồi dào và vi khuẩn tự nhiên.

Dù nghiên cứu vẫn đang ở giai đoạn đầu, phát hiện này mở ra viễn cảnh công trình hạ tầng có thể tự biến thành pin: cầu tự cấp điện cho cảm biến, nhà lưu trữ năng lượng mặt trời ngay trong tường.

Như cách nói hình tượng của nhóm nghiên cứu: “Thay vì lắp pin, tương lai chúng ta có thể… đổ bê tông để xây pin”.

Theo IE, NGUOIQUANSAT