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可充电的水泥基电池,让建筑物本身成为一个大的充电宝

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2021年6月3日

瑞士查尔姆斯理工大学的研究人员,创造了一种可充电的水泥电池,理论上可以将建筑物变成自给自足的储能装置。

根据发表在《建筑物》杂志上的研究,水泥电池可以通过太阳能电池板获得电能,并将其存储在建筑物的墙壁和屋顶中。储存的电能可用于LED 供电、在偏远地区提供 4G网络信号、也可用作监控系统的电能供应。

“以这种方式使用结构和建筑物的概念可能是革命性的,因为它将通过提供大量的能量存储,为能源危机提供另一种解决方案,”建筑与土木系研究员 Emma Zhang说。

电池是通过将水泥混合物与碳纤维相结合制成的,使它们具有导电性,电极由金属涂层碳纤维网与铁和镍涂层网组成。平均能量密度为每平方米 7 瓦时。虽然电池的容量低于商用电池,但它的性能可能比早期的混凝土电池好 10 倍左右。

可充电水泥基电池,在六个充电/放电循环期间平均能量密度为 7 Wh/m 2 (或 0.8 Wh/L)。选择铁(Fe)和锌(Zn)作为阳极,选择镍基(Ni)氧化物作为阴极。通过添加短碳纤维(CF)来改变水泥基电解质的电导率。水泥基电极通过两种方法生产:粉末混合和金属涂层。测试了不同的细胞组合。结果表明,可充电电池的最佳性能是通过金属涂层方法生产的 Ni-Fe 电池。

目前,建筑物消耗了全世界 30% 以上的能源,并占碳排放量的 40%。然而,无论是发达国家还是发展中国家,新建筑的建造都在继续增加。虽然使水泥电池发挥作用的障碍仍然存在,但能够利用混凝土来利用能源是迈向可持续基础设施的重要一步。

让建筑物本身成为一个大的充电宝,这样的概念是革命性的,这可以为能源危机和节能减排提供新的解决方案。