水泥和木炭粉的混合物可以使房屋的混凝土地基儲(chǔ)存一整天的能量。這種制造超級(jí)電容器的新方法可以整合到建筑物和風(fēng)力渦輪機(jī)中。通過與可再生能源結(jié)合使用，有朝一日，它甚至能在電動(dòng)汽車行駛時(shí)讓混凝土路基為其無線充電。7月31日，相關(guān)成果發(fā)表于美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》。

“這些材料可供世界各地的人使用。”美國(guó)麻省理工學(xué)院的Franz-Josef Ulm說，“這意味著再?zèng)]有電池那樣的限制。”

Ulm和同事展示了水泥和炭黑如何與水混合，最終形成一個(gè)包含許多碳分支、充滿了線狀結(jié)構(gòu)的硬化塊。當(dāng)混凝土浸泡在氯化鉀等普通電解質(zhì)溶液中時(shí)，后者的帶電粒子會(huì)沉淀在碳絲結(jié)構(gòu)上，從而提供儲(chǔ)能潛力。

然后，他們用一層薄絕緣層將兩塊寬1厘米、厚1毫米的薄板分開，從而制成一個(gè)超級(jí)電容器。連接3個(gè)這樣的超級(jí)電容器便產(chǎn)生了相當(dāng)于一塊3伏電池的電量，能夠點(diǎn)亮一個(gè)小型LED。

研究人員表示，下一步可能制造出12伏的超級(jí)電容器，這種電容器可以連接起來為更大的設(shè)備提供更多的充電功率。他們計(jì)算得出，一個(gè)邊長(zhǎng)3.5米的立方體混凝土塊可以儲(chǔ)存10千瓦時(shí)的能量。這大約是美國(guó)家庭日均用電量的1/3、英國(guó)家庭日均用電量的1.25倍。

這種材料的充放電功能保持在1萬次循環(huán)以上，這意味著，理論上，它可為以太陽(yáng)能供電的家庭提供超過27年的儲(chǔ)能。

麻省理工學(xué)院的Admir Masic說：“這項(xiàng)技術(shù)的基礎(chǔ)是將兩種我們已經(jīng)知道幾千年的古老材料結(jié)合在一起。”

美國(guó)德雷塞爾大學(xué)的Yury Gogotsi認(rèn)為，工程上的一個(gè)復(fù)雜問題是，傳統(tǒng)的混凝土板需要被超級(jí)電容器制成的“混凝土膠合板”所取代。他認(rèn)為，在建筑物或道路的整個(gè)生命周期內(nèi)，用導(dǎo)電鹽溶液保持超級(jí)電容器濕潤(rùn)將是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。

盡管如此，麻省理工學(xué)院的研究人員仍對(duì)這種相對(duì)簡(jiǎn)單的低成本超級(jí)電容器在全世界的應(yīng)用前景表示樂觀。(文樂樂)

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https://doi.org/10.1073/pnas.2304318120

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