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    陈根:泥土变电池,打造环保世界

    2022-02-14 14:29
    陈述根本
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    文/陈根

    不久前,瑞典查尔姆斯理工大学提出了世界上首个水泥基电池的概念。

    其中,水泥基是指以硅酸盐水泥为基体,以耐碱玻璃纤维通用合成纤维、各种陶瓷纤维、碳和芳纶等高性能纤维、金属丝以及天然植物和矿物纤维为增强体,加入填料、化学助剂和水经复合工艺构成的复合材料。水泥基电池即通过在水泥基混合物中加入少量短碳纤维,增加了其导电性和抗弯强度,并通过在碳纤维网上进行金属涂层处理(阳极用铁,阴极用镍)来制造电极,提高了电池性能。

    这款可充电水泥基电池与之前研究中仅添加导电部分的混凝土不同,研究人员测试了几种电极组合,结果发现铁阳极和镍基氧化物阴极产生了最好的结果。

    随后,研究人员又用不同比例进行试验以找到约0.5%碳纤维的最佳混合物,从而提高了用于电解质的水泥基混合物的电导率,并将金属电镀在碳纤维网格中,以分层式结构排列电池。最终生产出了一种平均能量密度为每平方米7瓦时(或每升0.8瓦时)的可充电水泥基电池。

     陈根:泥土变电池,打造环保世界

    能量密度用于表示电池的容量,也就是说,该性能已经是早期尝试的混凝土电池的10倍以上。虽然与商用电池相比能量密度仍然较低,但在二十层高的建筑物上,巨大的建筑体积完全可以突破这一限制。

    从应用角度来看,研究人员设想了很多水泥基电池的应用,包括为LED供电、在偏远地区提供4G连接以及对混凝土基础设施进行腐蚀的阴极保护等。另外,该电池还可以与太阳能电池板相结合,为高速公路和桥梁的监控系统供电,由混凝土电池供电的传感器可以检测出裂缝和腐蚀。

    无疑,电池可充电这一事实已然将储能作为应用的一种体现,如果这一概念得到进一步发展和商业化,其利用可能性几乎是惊人的。这种使用结构和建筑物作为电池的概念提供了一种通过储存大量电力来应对能源危机的方法,并具有带来创新的潜力。以这种方式使用结构和建筑物的概念可能是革命性的,因为它可以通过提供大量的能量存储来为能源危机提供替代解决方案。

    泥土变电池,这是过去人们都难以想象的科技创新。要知道,混凝土的消耗量仅次于水,是世界上消耗量最大的材料。混凝土已经环绕在我们周围的建筑环境中,研究人员一直在探索用混凝土储存电能,从根本上把建筑物变成巨大的电池。而现在,从混凝土升级至水泥基,人们已经离这样的世界更进一步。

           原文标题 : 陈根:泥土变电池,打造环保世界

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