储能混凝土可以形成太阳能提供动力家的基础

水泥和精细木炭的混合物能变成一个超级电容器，总有一天可以为家庭或电动汽车充电

新科学家 By Jeremy Hsu

31 July 2023 

 上面覆盖着一个电的描绘的带有小裂缝的水泥复合材料，PNAS

一种水泥和木炭粉的混合物可以使房屋在它们的混凝土地基中储存值一整天的能量。这种新的创建一个能远更快释放能量的电池的替代品超级电容器的方法可以被纳入建筑物和风力涡轮机的基础。当与可再生能源配对时，它总有一天也让混凝土道路基础随电动汽车行驶无线充电。

麻省理工学院（MIT）的弗兰兹约瑟夫乌尔姆说，“这些材料可供世界上各地的每个人使用”，  这意味着我们对电池没有相同的限制。

乌尔姆和他的同事们展示了水泥和炭黑（一种非常精细的木炭）怎样能与水混合来创造一个包含许多充满碳金属丝一样分支结构的硬化块。当混凝土被浸泡在一种普通电解质诸如氯化钾溶液中时，来自电解质的带电颗粒会安顿在碳丝结构上来提供能量储存电势。

然后，他们将两块只有1厘米宽、1毫米厚的这种材料的薄板通过用一种薄绝缘层如纸将它们分隔开变成一个超级电容器。连接这些超级电容器三个产生了相当于一个能够点亮一个小型LED的3伏电池。

研究人员说，下一步可能是创造也能被连接的12伏超级电容器为更大的设备提供更多的充电功率。他们计算出一个每边相当于一个3.5米立方体的混凝土块可以储存10千瓦时的能量。这大约是美国家庭平均每日用电量的三分之一，约是英国平均水平的1.25倍左右。

该材料维持了它的充电和放电能力超过10000次循环，这意味着理论上，它可以为一个太阳能提供动力家庭提供超过27年的储能。

宾夕法尼亚州德雷塞尔大学的尤里高高慈说，一个工程复杂性是传统的混凝土板会需要被相当于用超级电容器制成的混凝土胶合板取代，他提出为建筑物或道路的寿命保持用导电盐溶液润湿超级电容器将是有挑战性的。

还有，麻省理工学院的团队关于全球有多少人可以开始用这种相对简单的低成本超级电容器蓝图尝试表示乐观。 

麻省理工学院的阿的摩马西克说，这项技术的基本方面是它是两种历史悠久我们已经知道了几千年的古老材料一起来了。

期刊参考：PNAS DOI: 10.1073/pnas.2304318120

https://www.newscientist.com/article/2385500-energy-storing-concrete-could-form-foundations-for-solar-powered-homes/