世界首个可充电水泥电池概念

 

想象一下，一座20层的混凝土建筑可以像一个巨大的电池一样储存能量。多亏了瑞典查尔默斯理工大学的独特研究，这样的愿景有一天可能成为现实。建筑与土木工程系的研究人员最近发表了一篇文章，概述了可充电电池的新概念——由水泥制成。资料来源:查尔默斯理工大学Yen Strandqvist

 

想象一下，一座20层的混凝土建筑可以像一个巨大的电池一样储存能量。多亏了瑞典查尔默斯理工大学的独特研究，这样的愿景有一天可能成为现实。建筑与土木工程系的研究人员最近发表了一篇文章，概述了可充电电池的新概念——由水泥制成。

 

不断增长的对可持续建筑材料的需求给研究人员带来了巨大的挑战。曾在瑞典查尔默斯理工大学(Chalmers University of Technology)工作的张艾玛(Emma Zhang)博士，几年前加入了唐鲁平教授的研究团队，寻找未来的建筑材料。现在他们一起成功地开发出了世界上第一个可充电水泥电池的概念。关于天赋平台

 

这个概念首先涉及水泥基混合物，添加少量短碳纤维以增加导电性和弯曲韧性。然后，在混合物中嵌入一层金属涂层的碳纤维网——铁作阳极，镍作阴极。经过多次试验，这就是研究人员现在展示的原型。

 

水泥基电池原型

 

研究人员开发的电池原型。资料来源:查尔默斯理工大学

 

“早期研究表明混凝土电池技术的性能非常低，所以我们意识到我们必须打破常规，想出另一种方法来生产电极。我们开发的这个特殊的想法——也是可充电的——以前从未被探索过。现在我们有了实验室规模的概念证明，”Emma Zhang解释道。

 

Tang Luping和Emma Zhang的研究生产出了一种可充电水泥电池，其平均能量密度为每平方米7瓦特时(或每升0.8瓦特时)。能量密度用来表示电池的容量，一个适度的估计是，新的查尔默斯电池的性能可能是以前尝试的混凝土电池的10倍以上。与商用电池相比，这种电池的能量密度仍然很低，但由于电池在建筑物中使用时体积巨大，这一限制可以被克服。关于天赋平台

 

这是解决储能问题的潜在关键

 

电池可充电是其最重要的品质，如果这一概念进一步发展和商业化，其使用的可能性几乎是惊人的。能量储存是一种明显的可能性，监测是另一种可能性。研究人员认为，该技术的应用范围可能包括为led供电、在偏远地区提供4G连接，或在混凝土基础设施中提供阴极保护以防止腐蚀。

 

“例如，它还可以与太阳能电池板结合，为高速公路或桥梁的监控系统提供电力，由混凝土电池操作的传感器可以检测到裂缝或腐蚀，”Emma Zhang说。

 

 

“早期研究表明混凝土电池技术的性能非常低，所以我们意识到我们必须打破常规，想出另一种方法来生产电极。我们开发的这个特殊的想法——也是可充电的——以前从未被探索过。查尔默斯理工大学建筑与土木工程系的艾玛·张博士解释说，查尔默斯理工大学建筑与土木工程系教授Tang Luping说:“我们相信，这一概念为未来的建筑材料具有额外的功能(如可再生能源)做出了巨大贡献。”资料来源:查尔默斯理工大学

 

以这种方式使用结构和建筑的概念可能是革命性的，因为它提供了一个替代的解决能源危机的方案，通过提供大量的能源存储。

 

混凝土是由水泥和其他成分混合而成的，是世界上最常用的建筑材料。从可持续发展的角度来看，它还远远不够理想，但增加功能的潜力可以提供一个新的维度。艾玛·张的评论: