水泥基電池，實(shí)現(xiàn)建筑可充電
不久前，瑞典查爾姆斯理工大學(xué)提出了世界上首個(gè)水泥基電池的概念。
其中，水泥基是指以硅酸鹽水泥為基體，以耐堿玻璃纖維通用合成纖維、各種陶瓷纖維、碳和芳綸等高性能纖維、金屬絲以及天然植物和礦物纖維為增強(qiáng)體，加入填料、化學(xué)助劑和水經(jīng)復(fù)合工藝構(gòu)成的復(fù)合材料。水泥基電池即通過(guò)在水泥基混合物中加入少量短碳纖維，增加了其導(dǎo)電性和抗彎強(qiáng)度，并通過(guò)在碳纖維網(wǎng)上進(jìn)行金屬涂層處理（陽(yáng)極用鐵，陰極用鎳）來(lái)制造電極，提高了電池性能。
這款可充電水泥基電池與之前研究中僅添加導(dǎo)電部分的混凝土不同，研究人員測(cè)試了幾種電極組合，結(jié)果發(fā)現(xiàn)鐵陽(yáng)極和鎳基氧化物陰極產(chǎn)生了最好的結(jié)果。
隨后，研究人員又用不同比例進(jìn)行試驗(yàn)以找到約0.5%碳纖維的最佳混合物，從而提高了用于電解質(zhì)的水泥基混合物的電導(dǎo)率，并將金屬電鍍?cè)谔祭w維網(wǎng)格中，以分層式結(jié)構(gòu)排列電池。最終生產(chǎn)出了一種平均能量密度為每平方米7瓦時(shí)（或每升0.8瓦時(shí)）的可充電水泥基電池。
能量密度用于表示電池的容量，也就是說(shuō)，該性能已經(jīng)是早期嘗試的混凝土電池的10倍以上。雖然與商用電池相比能量密度仍然較低，但在二十層高的建筑物上，巨大的建筑體積完全可以突破這一限制。
從應(yīng)用角度來(lái)看，研究人員設(shè)想了很多水泥基電池的應(yīng)用，包括為L(zhǎng)ED供電、在偏遠(yuǎn)地區(qū)提供4G連接以及對(duì)混凝土基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行腐蝕的陰極保護(hù)等。另外，該電池還可以與太陽(yáng)能電池板相結(jié)合，為高速公路和橋梁的監(jiān)控系統(tǒng)供電，由混凝土電池供電的傳感器可以檢測(cè)出裂縫和腐蝕。
無(wú)疑，電池可充電這一事實(shí)已然將儲(chǔ)能作為應(yīng)用的一種體現(xiàn)，如果這一概念得到進(jìn)一步發(fā)展和商業(yè)化，其利用可能性幾乎是驚人的。這種使用結(jié)構(gòu)和建筑物作為電池的概念提供了一種通過(guò)儲(chǔ)存大量電力來(lái)應(yīng)對(duì)能源危機(jī)的方法，并具有帶來(lái)創(chuàng)新的潛力。以這種方式使用結(jié)構(gòu)和建筑物的概念可能是革命性的，因?yàn)樗梢酝ㄟ^(guò)提供大量的能量存儲(chǔ)來(lái)為能源危機(jī)提供替代解決方案。
泥土變電池，這是過(guò)去人們都難以想象的科技創(chuàng)新。要知道，混凝土的消耗量?jī)H次于水，是世界上消耗量最大的材料?；炷烈呀?jīng)環(huán)繞在我們周圍的建筑環(huán)境中，研究人員一直在探索用混凝土儲(chǔ)存電能，從根本上把建筑物變成巨大的電池。而現(xiàn)在，從混凝土升級(jí)至水泥基，人們已經(jīng)離這樣的世界更進(jìn)一步。
編輯：李佳婷
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