新型混凝土電池或將在未來讓建築物儲存下自己的能源

據媒體報導,電池研究中一個比較有趣的領域是,這些設備不僅能儲存能量還能兼作結構部件。不少這樣的例子可以被應用到電動汽車上,現在,來自瑞典的科學家則將這種思維方式應用到大型建築上。近日,他們展示了一種新型的水泥電池,它可以帶來由功能混凝土建造的大型建築。

新型混凝土電池或將在未來讓建築物儲存下自己的能源

這項研究是在查爾默斯理工大學進行的,那里的科學家正在開發更可持續的建築材料,其中尤其關注混凝土。作為世界上使用最廣泛的材料同時也是一種非常能源密集型的生產材料,我們看到了很多關於如何減少混凝土的碳足跡的研究,現在這項新研究的作者則提出了一個有趣的潛在解決方案。

跟普通混凝土一樣,它從以水泥為基礎的混合物開始,不過其加入了少量短碳纖維以增加導電性和抗彎強度。混合材料中還加入了一對碳纖維網,其中一張網塗上鐵作為電池的陽極,另一張塗上鎳作為陰極。作為電池的兩個電極,這些電子在設備充放電時來回穿梭。

新型混凝土電池或將在未來讓建築物儲存下自己的能源

這個設計是經過多次試驗後確定的,該團隊希望能夠改進之前混凝土電池的設計,他們稱混凝土電池在測試中表現不佳。這種新奇的、可充電的設計被描述為世界第一的概念在早期的實驗中似乎取得了一些成果。

該團隊發現,混凝土電池的能量密度為每平方材料7 Wh,這可以證明是以前混凝土電池的10倍以上。然而,它仍遠遠低於商業電池,但它是由混凝土製成,其可以按比例擴大形成巨大的結構則有助於抵消它有限的容量。

科學家們設想了他們創新電池設計的各種用途,從可以同時作為能源存儲設備的建築開始。另外,它還可以為LED供電、在偏遠地區提供4G連接、或跟太陽能電池板配對為混凝土結構中的傳感器供電等。

這項研究的論文作者Emma Zhang表示:「我們有一個願景,在未來,這項技術可以讓多層建築的整個部分由功能混凝土製成。考慮到任何混凝土表面都可能嵌入一層這種電極,我們這里談論的是巨大體積的功能混凝土。」

該團隊指出,目前這一技術還處於研究的早期階段,他們還需要解決一些技術問題,像跟電池壽命相關的問題。科學家們需要研究出如何讓電池保持同樣長的續航時間,或想出一種方法在電池磨損後提取並替換它們。不管怎樣,他們對可能性持樂觀態度。

「我們相信,這一概念將為未來的建築材料提供額外的功能如可再生能源以做出巨大貢獻,」研究作者Tang Luping說道。

來源:cnBeta