厲害了！這種智能水泥能把建筑物轉(zhuǎn)變成巨型電池
英國蘭卡斯特大學的研究人員們已經(jīng)研發(fā)出了一種由粉煤灰廢料和堿性溶液構(gòu)成的水泥混合物，這種水泥還具備導電性?，F(xiàn)存的智能水泥通常依賴于石墨烯和碳納米管，但這種新型水泥與之不同，它不包含任何昂貴的材料而且它的制造成本甚至低于傳統(tǒng)的硅酸鹽水泥。
項目首席負責人，蘭卡斯特大學工程系教授Mohamed Saafi稱，這種混合物被稱為KGP復合材料，在這種混合物內(nèi)部，電流通過晶體結(jié)構(gòu)中的鉀離子進行傳遞。他聲稱：“為了制造出水泥，你必須將粉煤灰與堿性溶液混合到一起，在這項研究中我們使用的是氫氧化鉀和硅酸鉀溶液。當你將它們混合到一起時，它們就形成了一種水泥材料，其中含有的鉀離子能夠充當電解質(zhì)?！?
這種混合物最終能夠?qū)崿F(xiàn)每平方米存儲和釋放功率為200-500W。使用KGP材料構(gòu)建外墻和隔墻的房屋能夠在白天借助太陽能電池板存儲電量，并且在夜晚釋放出來。而使用KGP打造的面板也能夠重裝到房屋和其它的建筑物中。一根KGP材料的六米高路燈柱能夠存儲足夠的可再生能源供路燈在夜晚照明，儲存功率約700W。
與此同時路邊石也能夠為傳感器提供電量，實現(xiàn)交通、排水和污染程度的監(jiān)測。大量的KGP材料建筑物也能夠用于平衡電網(wǎng)電量，在電量富余的時候存儲過剩的可再生能源，并且在用電量需求高的時候再釋放出去。Saafi稱：“我們正嘗試將建筑物和橋梁轉(zhuǎn)變成電池，從而達到減少成本的目的。目前我們擁有許多可再生能源，但是對于這些能量我們并沒有大規(guī)模的存儲系統(tǒng)。”
這種智能水泥混合物也能夠用于感知建筑物中的機械應力。比如說裂縫引發(fā)的壓力變化會改變鉀離子在水泥晶體結(jié)構(gòu)中的移動路線，從而導致材料的導電性發(fā)生變化。通過測量材料的導電性，建筑穩(wěn)定性的變化就能夠?qū)崿F(xiàn)實時的自動測量，而且不需要再安裝額外的傳感器。
研究人員們現(xiàn)在正進一步的研究來優(yōu)化KGP混合物的性能，而且也在調(diào)查使用3D打印技術(shù)將這種智能水泥打造成不同形狀的可能性。這項研究一直得到歐盟委員會地平線2020項目的資金支持，這也是博洛尼亞大學所進行的SAFERUP（可持續(xù)、易利用、安全、有彈性和智能城市道路的縮寫）項目的一部分。
編輯：周程
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