水泥储能，房屋道路变身大“电池”
文章来源：中国科学报 更新时间：2023-08-02 15:34:05
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本报讯 水泥和木炭粉的混合物可以使房屋的混凝土地基储存一整天的能量。这种制造超级电容器的新方法可以整合到建筑物和风力涡轮机中。通过与可再生能源结合使用，有朝一日，它甚至能在电动汽车行驶时让混凝土路基为其无线充电。7月31日，相关成果发表于美国《国家科学院院刊》。
“这些材料可供世界各地的人使用。”美国麻省理工学院的Franz-Josef Ulm说，“这意味着再没有电池那样的限制。” Ulm和同事展示了水泥和炭黑如何与水混合，最终形成一个包含许多碳分支、充满了线状结构的硬化块。当混凝土浸泡在氯化钾等普通电解质溶液中时，后者的带电粒子会沉淀在碳丝结构上，从而提供储能潜力。 然后，他们用一层薄绝缘层将两块宽1厘米、厚1毫米的薄板分开，从而制成一个超级电容器。连接3个这样的超级电容器便产生了相当于一块3伏电池的电量，能够点亮一个小型LED。 研究人员表示，下一步可能制造出12伏的超级电容器，这种电容器可以连接起来为更大的设备提供更多的充电功率。他们计算得出，一个边长3.5米的立方体混凝土块可以储存10千瓦时的能量。这大约是美国家庭日均用电量的1/3、英国家庭日均用电量的1.25倍。 这种材料的充放电功能保持在1万次循环以上，这意味着，理论上，它可为以太阳能供电的家庭提供超过27年的储能。 麻省理工学院的Admir Masic说：“这项技术的基础是将两种我们已经知道几千年的古老材料结合在一起。” 美国德雷塞尔大学的Yury Gogotsi认为，工程上的一个复杂问题是，传统的混凝土板需要被超级电容器制成的“混凝土胶合板”所取代。他认为，在建筑物或道路的整个生命周期内，用导电盐溶液保持超级电容器湿润将是一项挑战。 尽管如此，麻省理工学院的研究人员仍对这种相对简单的低成本超级电容器在全世界的应用前景表示乐观。（文乐乐） |
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