Straße als Ladestation

Forscher entwickeln Beton, der Strom speichert

Beton ist aufgrund des hohen Energiebedarfs bei der Produktion zuletzt in Verruf geraten, künftig könnte er aber einen Imagewandel vollziehen.

(Bild: APA/AFP/Anthony WALLACE)

Die Zukunft ist elektrisch - im Zuge der Klimakrise wird verstärkt auf Strom gesetzt. Wäre da nicht das große Speicherproblem. US-Wissenschaftlern ist dabei nun aber ein Durchbruch gelungen. Mit kostengünstigem Beton aus Zement, Wasser und Ruß lässt sich nämlich jetzt Strom speichern. Das könnte auch Straßen zu mobilen Ladesäulen machen.

Aktuell sind Batterien noch oft auf knappe Ressourcen, wie Lithium angewiesen - um von den fossilen Energieträgern wegzukommen und nachhaltiger gewonnene Energie zu speichern sind sie also noch nicht ideal geeignet.

Dieses Energiespeichersystem der nächsten Generation hat das Potenzial, die Nutzung erneuerbarer Energien massiv zu steigern, indem es Häuser und Straßen in riesige Batterien verwandelt, erklärten die Wissenschaftler Massachusetts Institute of Technology (MIT) und des Wyss-Instituts bei der Vorstellung der Entwicklung am Montag. Dies hätte „großes Potenzial“, den Übergang der Welt zu sauberer Energie zu unterstützen.

Die Wissenschaftler haben einen „Superkondensator“ aus alten, reichlich vorhandenen Materialien entwickelt, der große Mengen an Energie speichern kann.

(Bild: PNAS/MIT)

Jahrtausendealte Materialen, neu kombiniert
„Das Material ist deshalb faszinierend, weil es sich um das weltweit am häufigsten verwendete, von Menschen hergestellte Material, Zement, handelt, das mit Ruß kombiniert wird, einem bekannten historischen Material - die Schriftrollen vom Toten Meer wurden damit geschrieben“, so Admir Masic vom MIT, der maßgeblich an der Forschungsarbeit beteiligt war.

„Man hat diese mindestens zwei Jahrtausende alten Materialien, die, wenn man sie auf eine bestimmte Art und Weise kombiniert, ein leitfähiges Nanokomposit ergeben, und dann wird es erst richtig interessant.“ Diese Superkondensatoren lassen sich laut dem Forschungsteam in verschiedenen Größenordnungen bauen.

Lassen sich E-Autos künftig nicht nur über die Straße, sondern gar während der Fahrt laden? Die aktuellen Forschungsergebnisse geben Hoffnung.

(Bild: P. Huber)

Kostengünstige Alternative
Die Betonmischung aus Zement und Ruß benötigt nämlich nur Wasser als Zusatzstoff und ist damit eine kostengünstige Alternative zu anderen Energiespeichersystemen, die derzeit entwickelt werden, damit die Energienetze auch bei Schwankungen der erneuerbaren Energiequellen wie Solar-, Wind- und Wasserkraft stabil bleiben.

Hausakku ohne Mehrkosten?
Nutzt man den futuristischen Beton etwa im Fundament eines Hauses eingelassen, könnten 45 Kubikmeter des Materials rund zehn Kilowattstunden Energie speichern - das entspricht etwa dem durchschnittlichen Tagesverbrauch eines Haushalts. 

Wie die Forscher in ihrer aktuellen Studie in der Fachzeitschrift PNAS erklären, könnte ihr Superkondensator im Betonfundament eines Hauses eingesetzt werden, ohne dass zusätzliche Baukosten anfallen. Er könnte sogar auf Betonfahrbahnen eingesetzt werden, um Elektroautos während der Fahrt kontaktlos aufzuladen.

Vom Solarpanel direkt in den Beton
„Es besteht ein enormer Bedarf an großen Energiespeichern“, so der deutsche MIT-Professor Franz-Josef Ulm weiter: „Hier ist unsere Technologie äußerst vielversprechend, denn Zement ist allgegenwärtig ...“

Die ersten Anwendungen werden wahrscheinlich bei isolierten Häusern oder Gebäuden mit Solarpanelen liegen, die keinen Zugang zum Stromnetz haben. Die Betonmischung kann auch für andere Zwecke angepasst werden, so die Wissenschaftler, etwa für Heizsysteme. Ob ihr System nun auch in der Praxis so erfolgreich ist, sollen weitere Folgeversuche zeigen.