Với mật độ năng lượng lớn và khả năng sạc lại, loại vật liệu bê tông mới này được xem là đáp ứng được tiêu chuẩn của vật liệu xây dựng thông minh, hướng đến thành phố thông minh trong tương lai.
Trong những năm gần đây, nhiều loại vật liệu xây dựng tiên tiến đang được phát triển để cung cấp các ứng dụng thông minh đa chức năng như tự cấp nguồn điện và tự cảm biến. Cụ thể hơn, vật liệu xây dựng trong tương lai được mong muốn có thể đảm nhận các chức năng bổ sung như là nguồn năng lượng, có khả năng thu thập và lưu trữ năng lượng bên ngoài như năng lượng mặt trời và năng lượng gió.
Khái niệm sử dụng các công trình và tòa nhà làm nguồn năng lượng và/hoặc lưu trữ năng lượng có thể là một cuộc cách mạng bởi vì chúng cung cấp một giải pháp kép - vừa tham gia giải quyết khủng hoảng năng lượng bằng cách cung cấp lượng lớn năng lượng sạch được tích hợp trong chính nó vừa đảm bảo chức năng của một công trình xây dựng thuần túy.
Những tòa nhà bê tông trong tương lai được kỳ vọng có thể lưu trữ năng lượng và sạc lại
Trước đó, đã có một số nghiên cứu phát triển pin bê tông nhưng không khả quan bởi hiệu suất của pin rất thấp. Hơn nữa, chưa có bất kỳ nghiên cứu nào về ứng dụng pin bê tông có thể sạc lại. Chính vì vậy, sản phẩm mới được giới thiệu gần đây của các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Công nghệ Chalmers được xem là một bước đột phá.
Nghiên cứu này được bắt nguồn từ mục đích giảm lượng khí thải carbon của quy trình sản xuất bê tông truyền thống, đồng thời chế tạo bê tông thành phương tiện lưu trữ năng lượng.
Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một hỗn hợp xi măng có bổ sung một lượng nhỏ các sợi carbon ngắn để tăng độ dẫn điện và độ bền uốn của vật liệu. Bên cạnh đó, hỗn hợp cũng được kết hợp một lưới sợi carbon phủ kim loại, sử dụng sắt cho cực dương và niken cho cực âm với hai dạng cấu trúc pin sạc (cấu trúc phân lớp và cấu trúc nhúng) trên nền vật liệu xi măng chính.
Các mẫu pin sạc tạo ra từ hỗn hợp xi măng này có hiệu suất được cải thiện hơn rất nhiều, với mật độ năng lượng trung bình khoảng 7Wh/m2, gấp 10 lần so với các loại pin bê tông đã được chế tạo trước đó.
Có thể khẳng định đây là loại pin bê tông đầu tiên trên thế giới có thể sạc lại nhưng hiện loại pin này vẫn chưa thể đưa vào thương mại hóa và sử dụng phổ biến vì hiệu suất vẫn còn thấp hơn nhiều so với pin sạc thông thường.
Mặc dù vậy, theo nhóm nghiên cứu, do khối lượng lớn của kết cấu bê tông các tòa nhà, khả năng lưu trữ năng lượng có thể đạt ở mức cao, ngay cả khi năng lượng trên một đơn vị thể tích không cao.
Mặt khác, các tòa nhà bê tông có tuổi thọ rất dài, không tương thích với tuổi thọ của pin. Điều này khiến các nhà khoa học tiếp tục phải nghiên cứu thêm để tìm ra giải pháp tương thích giữa hai yếu tố trên.