新發明以水泥製作的電池示意圖。
想像一下,將來整棟幾十層高、由鋼筋水泥建造的大樓就是一個巨大的電池,不僅可以儲存電能,還可以充電循環使用。科學家發明了一種以水泥製作的電池,為實現這樣的前景邁出了第一步。
建築材料和電池的結合是現在電池熱門的發展方向。這種新技術就是把普通的建材水泥加工,就把水泥變成了電池。用這種電池水泥建造的房子,其電力足夠為樓內使用的LED燈供電,或者為邊遠地區的建築物提供接入網際網路所需的電力等。
如果配合太陽能發電板使用,還可以為高速路、橋樑上使用的各種監控設施提供電力,比如監控橋樑是否出現裂縫和其它損傷的系統。
製作這種電池的過程簡單地說,是先把水泥與少量碳纖維混合,增加其導電性和柔韌度,再向裡面加入一個鍍了一層金屬膜的碳纖維網,以鐵做陽極、鎳做陰極。
主要研究者之一瑞典查爾姆斯理工大學(Chalmers University of Technology)博士艾瑪·張(Emma Zhang)說:「以前的研究造出的水泥電池效能很差,我們意識到必須打破思路想出新方法製造電極。我們想到的這個辦法,讓電池可以再充電,是前人從未探索過的方法。現在我們造出了實驗室環境下的雛形版本。」
「任何水泥的表面都可以加上這樣一層電極材料,也就是說將來,如果整個多層建築都是由這樣的電池水泥建造,那這個建築物將具有巨大的電池容量。」
這種電池技術現在的困難在於當它們老化後怎樣易於替換。「一般的水泥建築物使用五十年甚至上百年都沒問題,電池必須改進質量也達到這樣的壽命,或者,要有一套易於更新換代、或是回收的機制。現在,這個問題是這種技術面臨的最大的挑戰。」
這份研究3月9日發表於建築期刊Buildings。◇