紅磚變電池 只需50塊“儲(chǔ)能磚”，就能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)急照明供電5小時(shí)
從古代層層壘砌的磚房算起，紅磚作為傳統(tǒng)古老的建筑材料，已經(jīng)有了數(shù)千年的歷史。雖然資歷老，但是紅磚卻并沒有在歷史的長河中開發(fā)出其他的新技能。用磚砌成的墻和樓房已經(jīng)占據(jù)了大量空間，如果能一磚兩用，或許能增加其利用價(jià)值。華盛頓大學(xué)圣路易斯分校的研究人員上周在《自然通訊》發(fā)表的一篇論文表明，世界上最便宜、最常見、也是最不
從古代層層壘砌的磚房算起，紅磚作為傳統(tǒng)古老的建筑材料，已經(jīng)有了數(shù)千年的歷史。雖然資歷老，但是紅磚卻并沒有在歷史的長河中開發(fā)出其他的新技能。用磚砌成的墻和樓房已經(jīng)占據(jù)了大量空間，如果能一磚兩用，或許能增加其利用價(jià)值。
華盛頓大學(xué)圣路易斯分校的研究人員上周在《自然通訊》發(fā)表的一篇論文表明，世界上最便宜、最常見、也是最不起眼的建筑材料，傳統(tǒng)燒結(jié)紅磚也能成為儲(chǔ)能單元，這些“智能磚”充電后能像電池一樣儲(chǔ)存電能，隨時(shí)準(zhǔn)備為其他裝置供電。
“我們正在為住宅添加綠色功能”
在測試中，一塊磚塊可以在10秒內(nèi)充電到3伏，然后點(diǎn)亮LED燈10分鐘。研究人員指出，這些磚還能夠在水中工作，可以連接到太陽能電池等可再生能源上。
這項(xiàng)研究的通訊作者胡里奧·達(dá)西介紹，這種方法簡單并且成本低廉，可以使用新的磚塊,也可以使用回收的舊磚塊。并且只需50塊磚，就能夠?qū)崿F(xiàn)應(yīng)急照明供電5小時(shí)。
達(dá)西說：“我們正在為住宅添加綠色功能。”這些磚未來可以以相對(duì)合理的價(jià)格被廣泛使用，將從太陽能電池板或其他可再生能源中積聚能量，能量可以在磚塊中保留三天時(shí)間。
為了開發(fā)這項(xiàng)技術(shù)，研究人員將一種稱為聚(3,4-乙撐二氧噻吩)的聚合物塑料材料置于磚內(nèi)，由聚合物制成的微小纖維滲透到整個(gè)磚塊，并增加其表面積，從而增加可以存儲(chǔ)的能量，使磚塊成為高效的存儲(chǔ)裝置。
兩塊磚——一塊帶正電荷，另一塊帶負(fù)電荷，由此組成“電池”，研究人員將其稱之為“超級(jí)電容器”。如此互補(bǔ)的兩塊磚類似于電池的正電荷和負(fù)電荷。達(dá)西說：“一旦我們?cè)诩t磚中裝入納米纖維，并把兩塊磚放在一起成為一組，再把兩兩一組的磚組裝在一起，就可以制造一種類似于電池的東西了�！�
除了可以為燈提供電能外，這種“超級(jí)電容器”磚還是小型電子設(shè)備和電器供電的理想選擇。它們充電只需要13分鐘，最多可以充電1萬次。
不少研究學(xué)者認(rèn)為這項(xiàng)研究具有開創(chuàng)性，因?yàn)樗鼮閷?chǔ)能技術(shù)融入房屋和建筑物鋪平了道路。盡管“超級(jí)電容器”磚不適合用于房屋的地基或承重建筑材料，但可以將其放置在房屋墻壁中或沿墻壁的裝飾中。達(dá)西說：“您可以按照自己想要的方式堆放它們，比如將磚堆放在靠近插座或光源的地方。”
對(duì)于加速部署可再生能源至關(guān)重要
還有專家認(rèn)為，開發(fā)成本低廉且具有廣泛應(yīng)用價(jià)值的儲(chǔ)能材料對(duì)于加速部署可再生能源至關(guān)重要。根據(jù)太陽能工業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，鋰離子電池是儲(chǔ)存太陽能最常用的材料。此外，雖然電池近年來變得不再昂貴，但電池的成本仍然是實(shí)現(xiàn)長期可再生能源儲(chǔ)存的障礙之一。
沒有參與這項(xiàng)研究的奧古科瑪亞說，這項(xiàng)研究開發(fā)的“超級(jí)電容器”磚似乎提供了一種在建筑物中儲(chǔ)存能量的新方法。他說：“儲(chǔ)能是可再生能源中最重要的技術(shù)之一。未來建筑物將在其中發(fā)揮重要作用，這非常有趣�！�
我們都知道，由磚建造的建筑占據(jù)了非常大的空間，如果它們有額外的存儲(chǔ)電能的用途，那么它們的價(jià)值會(huì)更大。雖然一些建筑師和設(shè)計(jì)師已經(jīng)認(rèn)識(shí)到這種不起眼的磚具有吸收和存儲(chǔ)太陽熱量的能力，但這是第一次有人嘗試將磚不僅僅用作取暖和制冷的熱質(zhì)。
雖然“超級(jí)電容器”磚不能像鋰離子電池那樣存儲(chǔ)更多能量，但研究人員打算提高該磚的存儲(chǔ)容量，以使它們更高效，也更低廉。那之后，他們還將努力擴(kuò)大應(yīng)用該磚的范圍。
奧古科瑪亞說，盡管已知紅磚本身非常“便宜”，但這項(xiàng)研究并未詳細(xì)說明“超級(jí)電容器”磚的全部成本。努力降低“超級(jí)電容器”磚的制造成本，以及確定如何將這些磚集成到建筑物的電氣系統(tǒng)中可能是下一步研究的重點(diǎn)。
英國華威大學(xué)電力電子學(xué)教授理查德·麥克馬洪認(rèn)為這項(xiàng)研究很有趣。“能量儲(chǔ)存是當(dāng)代人們非常感興趣的課題，尤其是以電形式的儲(chǔ)能。盡管這項(xiàng)工作是可能性的有趣展示，但離實(shí)際應(yīng)用還有很長的路要走�！�
約翰霍普金斯大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)助理教授安東尼·肖吉·霍爾說，盡管如此，該研究還是引入了一個(gè)新概念，即用廉價(jià)、功能齊全且無處不在的材料進(jìn)行能量存儲(chǔ)。霍爾說：“我認(rèn)為將‘超級(jí)電容器’磚集成到日常生活使用的材料中具有潛在的變革性。”
作者：韓曉彤 來源：南方電網(wǎng)報(bào) 責(zé)任編輯：jianping
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