水泥+碳黑!混凝土電池登場!未來用房子充電!

IT 之家 · 2023-08-03 10:50 留言

混凝土是一種古老而常用的建筑材料,但其也有可能成為未來的能源儲(chǔ)存設(shè)備。麻省理工學(xué)院(MIT)的工程師們通過改變水泥的制作方式,開發(fā)出一種新型混凝土,能夠充當(dāng)超級電容器,儲(chǔ)存電荷。

據(jù) IT 之家了解,這種新型混凝土的原料是水泥和碳黑。水泥是一種有著數(shù)千年歷史的材料,碳黑是一種黑色粉末,曾經(jīng)用作兩千年前死海古卷的墨水。碳黑具有導(dǎo)電性,工程師們發(fā)現(xiàn),如果以特定的方式將它與水泥和水混合,會(huì)在水泥硬化的過程中形成一個(gè)長長的碳 " 線 " 分支網(wǎng)絡(luò),這就使得這種材料具有了超級電容器的功能。" 突然之間,你就有了一種既能承受載荷,又能儲(chǔ)存能源的材料。"MIT 土木工程教授、這項(xiàng)研究的作者之一弗朗茨 - 約瑟夫?yàn)鯛柲罚‵ranz-Josef Ulm)說。

與電池不同,超級電容器不會(huì)隨著時(shí)間而降低儲(chǔ)能能力,也不需要使用鋰離子電池中那些昂貴、有爭議的材料,如鈷和鋰。由于碳黑很便宜,其成本跟混凝土的成本差不多。

這項(xiàng)新技術(shù)可以解決可再生能源規(guī)模化的一個(gè)主要挑戰(zhàn):由于太陽能和風(fēng)能并不總是可用,因此迅速建造更多價(jià)格合理的儲(chǔ)能設(shè)備是擺脫化石燃料的必要條件。

工程師們之所以選擇使用水泥作為原料,部分原因是水泥生產(chǎn)有著很大的碳足跡,而給它賦予一個(gè)支持可再生能源的第二個(gè)用途可以使它更加可持續(xù)。這項(xiàng)工藝也可以與一些新型水泥替代品結(jié)合使用,這些替代品可以降低制造過程中的排放,比如創(chuàng)業(yè)公司 Brimstone 設(shè)計(jì)的一種碳負(fù)水泥。

在房屋中,通過電纜連接屋頂上的太陽能板,使用這種材料制成的地基可以用來儲(chǔ)存與房屋一天內(nèi)使用量相當(dāng)?shù)奶柲?。在風(fēng)力發(fā)電場中,它可以用于風(fēng)力渦輪機(jī)的底座。這種混凝土還可以用來制造道路,為行駛中的電動(dòng)汽車充電。在新的研究中,研究人員發(fā)現(xiàn),這些電容器可以被設(shè)計(jì)成緩慢充電(如在房屋中)或快速放電(如在電動(dòng)汽車充電器中)。

在實(shí)驗(yàn)室測試了一個(gè)小型版本后,團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在計(jì)劃擴(kuò)大規(guī)模。烏爾姆說,第一個(gè)原型可能在 18 個(gè)月內(nèi)亮相。

編輯:曾家明

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