Wetenschappers hebben een revolutionair beton ontwikkeld dat fungeert als natuurlijke thuisbatterij: het slaat stroom op, herstelt zichzelf én maakt gebouwen energie-onafhankelijk.
Beton staat bekend als een stevig, maar levenloos bouwmateriaal. Wetenschappers van Aarhus University in Denemarken hebben dat stereotype doorbroken. Door levende bacteriën toe te voegen aan cement, hebben ze een natuurlijke thuisbatterij ontwikkeld: een bouwmateriaal dat elektriciteit kan opslaan en – onder de juiste omstandigheden – zijn prestaties kan herstellen.
Volgens de studie, gepubliceerd in Cell Reports Physical Science, kunnen kamers opgebouwd uit dit materiaal tot 10 kWh elektriciteit opslaan. Dat is genoeg om bijvoorbeeld een standaard enterprise server een hele dag van stroom te voorzien. Het is dus geen vervanging van grote thuisbatterijen, maar het concept laat zien hoe gebouwen zelf actief energie kunnen beheren.
Bacteriën als stroomnet in beton
De sleutel zit in de bacterie Shewanella oneidensis, bekend om zijn vermogen om elektronen buiten de cel te verplaatsen. In het cement vormen deze microben een netwerk van ladingsdragers, waardoor energie kan worden opgeslagen en later kan worden teruggegeven.
Zelfs wanneer de bacteriën tijdelijk inactief zijn, blijft het materiaal functioneren. Met een ingebouwd microfluïdisch systeem kan het beton voeding zoals eiwitten, vitaminen en mineralen ontvangen om de bacteriën weer actief te maken. Zo kan het materiaal tot 80% van zijn oorspronkelijke capaciteit herstellen.
Meer dan een experiment
De onderzoekers testten het slimme beton in uiteenlopende omstandigheden, van vrieskou tot hitte. Zes blokken met elkaar verbonden produceerden genoeg stroom om een LED-lampje te laten branden. Bovendien bleek het materiaal een indrukwekkende lange levensduur te hebben van tot wel 10.000 laad- en ontlaadcycli, zonder noemenswaardig verlies van capaciteit.
“Dit is geen laboratoriumexperiment,” zegt hoofdonderzoeker Qi Luo. “We zien een toekomst waarin muren, funderingen of zelfs bruggen energie kunnen opslaan en ondersteunen bij hernieuwbare bronnen zoals zonnepanelen.”
Beton als herbruikbare energiebron
Het concept biedt een alternatief voor conventionele batterijen, die vaak schaarse materialen zoals lithium en kobalt gebruiken en na verloop van tijd degraderen. Het bacterie-beton gebruikt goedkope, overvloedige materialen en kan op grote schaal worden toegepast.
Hoewel 10 kWh relatief weinig is voor een heel huishouden, zit de kracht in het structurele karakter van het materiaal: de muren zelf worden actieve energie-opslag. Toekomstige toepassingen zouden kunnen variëren van zelfvoorzienende woningen tot bruggen die hun eigen sensoren van stroom voorzien.
Een nieuwe rol voor cement
Het onderzoek suggereert een nieuwe rol voor gebouwen: niet langer alleen passieve schilden tegen weer en wind, maar actieve componenten van het energienetwerk. In plaats van aparte batterijen te installeren, zouden toekomstige huizen, kantoren of bruggen letterlijk hun eigen energie kunnen “gieten”.
“Zelfs bescheiden opslag kan impact hebben,” zegt Luo. “Een kamer van dit materiaal kan een server of enkele apparaten een hele dag van stroom voorzien, en grotere toepassingen zijn in de toekomst mogelijk.”
Veelbelovend concept met enorm potentieel
Het bacterie-beton combineert structuur en functie op een manier die nog nooit eerder is gedaan: het draagt gewicht, slaat energie op en kan zichzelf gedeeltelijk herstellen. Het is een veelbelovend concept voor de toekomst van duurzame gebouwen en laat zien dat muren van morgen niet alleen passief zijn, maar actief bijdragen aan energievoorziening.
