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 黑河 发表于: 2021-5-18 22:02:03|显示全部楼层|阅读模式

[2021年] 新型混凝土电池或将在未来让建筑物储存下自己的能源

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源自:cnBeta
原文标题:新型混凝土电池或将在未来让建筑物储存下自己的能源


  据外媒报道,电池研究中一个比较有趣的领域是,这些设备不仅能储存能量还能兼作结构部件。不少这样的例子可以被应用到电动汽车上,现在,来自瑞典的科学家则将这种思维方式应用到大型建筑上。近日,他们展示了一种新型的水泥电池,它可以带来由功能混凝土建造的大型建筑。
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这项研究是在查尔默斯理工大学进行的,那里的科学家正在开发更可持续的建筑材料,其中尤其关注混凝土。作为世界上使用最广泛的材料同时也是一种非常能源密集型的生产材料,我们看到了很多关于如何减少混凝土的碳足迹的研究,现在这项新研究的作者则提出了一个有趣的潜在解决方案。

  跟普通混凝土一样,它从以水泥为基础的混合物开始,不过其加入了少量短碳纤维以增加导电性和抗弯强度。混合材料中还加入了一对碳纤维网,其中一张网涂上铁作为电池的阳极,另一张涂上镍作为阴极。作为电池的两个电极,这些电子在设备充放电时来回穿梭。
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这个设计是经过多次试验后确定的,该团队希望能够改进之前混凝土电池的设计,他们称混凝土电池在测试中表现不佳。这种新奇的、可充电的设计被描述为世界第一的概念在早期的实验中似乎取得了一些成果。
  该团队发现,混凝土电池的能量密度为每平方材料7 Wh,这可以证明是以前混凝土电池的10倍以上。然而,它仍远远低于商业电池,但它是由混凝土制成,其可以按比例扩大形成巨大的结构则有助于抵消它有限的容量。
  科学家们设想了他们创新电池设计的各种用途,从可以同时作为能源存储设备的建筑开始。另外,它还可以为LED供电、在偏远地区提供4G连接、或跟太阳能电池板配对为混凝土结构中的传感器供电等。
  这项研究的论文作者Emma Zhang表示:“我们有一个愿景,在未来,这项技术可以让多层建筑的整个部分由功能混凝土制成。考虑到任何混凝土表面都可能嵌入一层这种电极,我们这里谈论的是巨大体积的功能混凝土。”
  该团队指出,目前这一技术还处于研究的早期阶段,他们还需要解决一些技术问题,像跟电池寿命相关的问题。科学家们需要研究出如何让电池保持同样长的续航时间,或想出一种方法在电池磨损后提取并替换它们。不管怎样,他们对可能性持乐观态度。
  “我们相信,这一概念将为未来的建筑材料提供额外的功能如可再生能源以做出巨大贡献,”研究作者Tang Luping说道。
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