工程師開(kāi)發(fā)出新型混凝土，可儲(chǔ)存能源

IT之家 8 月 1 日消息，混凝土是一種古老而常用的建筑材料，但其也有可能成為未來(lái)的能源儲(chǔ)存設(shè)備。麻省理工學(xué)院（MIT）的工程師們通過(guò)改變水泥的制作方式，開(kāi)發(fā)出一種新型混凝土，能夠充當(dāng)超級(jí)電容器，儲(chǔ)存電荷。

據(jù)IT之家了解，這種新型混凝土的原料是水泥和碳黑。水泥是一種有著數(shù)千年歷史的材料，碳黑是一種黑色粉末，曾經(jīng)用作兩千年前死海古卷的墨水。碳黑具有導(dǎo)電性，工程師們發(fā)現(xiàn)，如果以特定的方式將它與水泥和水混合，會(huì)在水泥硬化的過(guò)程中形成一個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的碳“線”分支網(wǎng)絡(luò)，這就使得這種材料具有了超級(jí)電容器的功能。

“突然之間，你就有了一種既能承受載荷，又能儲(chǔ)存能源的材料?！盡IT 土木工程教授、這項(xiàng)研究的作者之一弗朗茨-約瑟夫?烏爾姆（Franz-Josef Ulm）說(shuō)。

與電池不同，超級(jí)電容器不會(huì)隨著時(shí)間而降低儲(chǔ)能能力，也不需要使用鋰離子電池中那些昂貴、有爭(zhēng)議的材料，如鈷和鋰。由于碳黑很便宜，其成本跟混凝土的成本差不多。

這項(xiàng)新技術(shù)可以解決可再生能源規(guī)模化的一個(gè)主要挑戰(zhàn)：由于太陽(yáng)能和風(fēng)能并不總是可用，因此迅速建造更多價(jià)格合理的儲(chǔ)能設(shè)備是擺脫化石燃料的必要條件。

工程師們之所以選擇使用水泥作為原料，部分原因是水泥生產(chǎn)有著很大的碳足跡，而給它賦予一個(gè)支持可再生能源的第二個(gè)用途可以使它更加可持續(xù)。這項(xiàng)工藝也可以與一些新型水泥替代品結(jié)合使用，這些替代品可以降低制造過(guò)程中的排放，比如創(chuàng)業(yè)公司 Brimstone 設(shè)計(jì)的一種碳負(fù)水泥。

在房屋中，通過(guò)電纜連接屋頂上的太陽(yáng)能板，使用這種材料制成的地基可以用來(lái)儲(chǔ)存與房屋一天內(nèi)使用量相當(dāng)?shù)奶?yáng)能。在風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)中，它可以用于風(fēng)力渦輪機(jī)的底座。這種混凝土還可以用來(lái)制造道路，為行駛中的電動(dòng)汽車充電。

在新的研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，這些電容器可以被設(shè)計(jì)成緩慢充電（如在房屋中）或快速放電（如在電動(dòng)汽車充電器中）。

在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試了一個(gè)小型版本后，團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在計(jì)劃擴(kuò)大規(guī)模。烏爾姆說(shuō)，第一個(gè)原型可能在 18 個(gè)月內(nèi)亮相。