據油價網2021年5月24日報道,研究人員日前開發出了一個基于水泥的可充電電池的概念——這是世界上第一個這樣的概念,他們暗示有一天可以把建筑物變成巨大的能源儲存設施。
這個在實驗室規模的概念證明是其一個早期階段的想法,這種觀念有挑戰要克服。但是,瑞典的研究人員說,有一天,可充電的水泥基電池可能會成為未來的建筑材料,這些材料將具有額外的功能,如能源儲存、偏遠地區的4G連接,或混凝土基礎設施的陰極保護,防止腐蝕。
瑞典查爾默斯理工大學的研究概述了一種由水泥制成的可充電電池的新概念。這一概念發表在科學期刊《建筑》上,包括添加少量短碳纖維的水泥基混合物,以增加導電性和彎曲韌性。研究人員隨后在水泥基混合物中加入了金屬涂層碳纖維網。在這個 網格中,他們選擇鐵和鋅作為陽極,鎳基氧化物作為陰極。通過添加短碳纖維對水泥基電解質的電導率進行了改性。
查爾默斯理工大學在一份聲明中說:“與商業電池相比,這種電池的能量密度仍然很低,但由于電池在建筑中使用時體積巨大,這種限制可以被克服。”
研究人員表示,這種水泥基電池最重要的特點是可充電。這種電池的潛在應用可能是在能源儲存、向LED供電或在偏遠地區提供4G連接。
艾瑪·張博士說:“例如,它還可以與太陽能電池板結合,為高速公路或橋梁的監控系統提供電力并成為能源來源,由混凝土 電池操作的傳感器可以檢測裂縫或腐蝕。”艾瑪·張博士曾就職于查爾默斯理工大學建筑與土木工程系,現任瑞典德爾塔大學 高級發展科學家。
在實驗室規模開發的概念仍然需要克服許多挑戰,以成為解決能源轉型中的世界能源儲存問題的可行方法,并推動智能城市,以節約能源和減少建筑的溫室氣體排放。
根據研究人員自己的說法,在可充電水泥基電池的想法進入商業化階段之前,這個概念中還有許多技術問題需要解決。
科學家們表示,如果水泥基電池的概念能夠在現實生活中發揮作用,那么延長水泥基電池的使用壽命以及開發回收技術是需要 解決的關鍵技術問題。
“由于混凝土基礎設施通常可以使用50年甚至100年,所以電池需要改進以匹配這一標準,特氣網或者在使用壽命結束時更容易更換和回收。目前,從技術角度來看,這是一個重大挑戰。”盡管如此,研究人員相信,他們的創新概念電池可以為建筑和能源的未 來做出貢獻。
查爾默斯理工大學建筑與土木工程系教授唐魯平表示:“我們相信,這一概念將為未來的建筑材料提供更多的功能,比如可再生能源。”
如果這所大學的水泥基電池這一新穎概念能夠超越實驗室條件下的概念驗證,那么有一天它將不僅能產生節能而且能產生能源 的建筑物,這將有助于實現減排目標,并為未來的智能城市提供動力。