O cimento que pode transformar sua casa numa bateria gigante

O concreto talvez seja o material de construção mais utilizado no mundo — e, com algumas inovações, também pode ajudar a abastecer nossas casas. Pesquisadores do MIT descobriram como criar um dispositivo de armazenamento de energia a partir de água, cimento e uma substância semelhante à fuligem chamada negro de carbono.

Numa bancada de laboratório em Cambridge, Massachusetts, uma pilha de cilindros de concreto preto polidos, entrelaçados por cabos e banhados em um líquido, pode não parecer impressionante à primeira vista. Até que Damian Stefaniuk aciona um interruptor e os blocos de concreto conectados a um LED acendem. “No início, eu não acreditei”, diz Stefaniuk. “Achei que não tinha desconectado a fonte de energia externa.”

O entusiasmo é justificado: este pedaço de concreto escuro pode representar o futuro do armazenamento de energia. A promessa da energia renovável é oferecer um fornecimento inesgotável de energia limpa, mas a intermitência dessas fontes (como o Sol, o vento e a água) cria a necessidade de armazenamento eficiente de energia. As baterias atuais dependem de materiais como o lítio, cuja oferta é limitada e cuja mineração tem impactos ambientais significativos.

Stefaniuk e sua equipe do MIT desenvolveram um supercapacitor usando água, cimento e negro de carbono. Esses supercapacitores podem recarregar rapidamente e não sofrem os mesmos níveis de degradação que as baterias de íon-lítio. Embora liberem energia rapidamente, tornando-os menos úteis para dispositivos que precisam de fornecimento constante, eles têm potencial para aplicações como armazenamento de energia solar em estradas ou fundações de casas.

Atualmente, esses supercapacitores podem armazenar cerca de 300 watts-hora por metro cúbico — suficiente para alimentar uma lâmpada LED de 10 watts por 30 horas. Stefaniuk explica que uma fundação de 30 a 40 metros cúbicos de concreto poderia atender às necessidades diárias de energia de uma casa.

O supercapacitor funciona graças à alta condutividade do negro de carbono, que, combinado com pó de cimento e água, cria um concreto cheio de redes de material condutor. Os capacitores são formados por duas placas condutoras com uma membrana entre elas. Quando uma corrente elétrica é aplicada, as placas carregadas acumulam íons, criando um campo elétrico.

Embora promissores, esses supercapacitores ainda precisam ser otimizados. A adição de mais negro de carbono aumenta a capacidade de armazenamento, mas também torna o concreto mais frágil. Além disso, a produção de cimento é responsável por uma significativa emissão de CO2, e o cimento-carbono necessário para os supercapacitores teria que ser fabricado na hora, em vez de reutilizado.

Ainda assim, a pesquisa abre muitos caminhos promissores. Michael Short, da Universidade de Teesside, no Reino Unido, destaca o potencial desses materiais na transição para um futuro mais sustentável. A equipe do MIT está agora trabalhando em versões maiores dos supercapacitores, visando uma produção de 10 kWh — suficiente para abastecer uma casa por um dia.

Embora haja desafios na transição do laboratório para a aplicação em larga escala, a inovação no armazenamento de energia com concreto pode ser um passo significativo rumo a um futuro abastecido por energia limpa.

Leia a versão original desta reportagem (em inglês) no site BBC Future.