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美國科學家通過氣相沉積技術,讓傳統燒結磚“變身”超級電容

2020-08-12 13:46  來源:科技日報  瀏覽:  

英國《自然·通訊》雜志11日發表一項材料學最新研究,美國科學家通過氣相沉積技術,讓人們最熟悉的傳統燒結磚“變身”超級電容,成為一種全新儲能單元——這些“智能磚”在充電后,可以像電池一樣儲存電能,隨時為其他裝置供電。這一成果被認為是多用途增值建筑材料領域邁出的重要一步。

數千年來,燒結磚一直作為建筑材料,很少有其他用途。這種磚以黏土、頁巖、煤矸石或粉煤灰為原料,經成型和高溫焙燒而制得,用于砌筑承重和非承重墻體,也就是人們最熟悉的紅磚。現在科學家們意識到,用磚砌成的墻和樓房已經占據了大量空間,如果能“一磚兩用”,將極大增加其利用價值。

此次,美國圣路易斯華盛頓大學研究人員朱利奧·達西及其同事,讓這種紅磚“變身”為一種超級電容器儲能裝置。他們利用磚的多孔結構,使用氣相沉積技術為整塊磚添加了一層名為PEDOT的導電聚合物,讓磚變成一個儲能電極。

由于磚本身的紅色色素——氧化鐵(鐵銹),對于誘發聚合反應來說十分關鍵。研究團隊用一個概念驗證裝置證明,可以用一塊磚直接給一個發光二極管(LED)充電。

根據研究團隊的計算,這些儲能磚砌成的墻將能儲存大量電能。這項工作或能為開發具有儲電功能的多用途增值建筑材料帶來啟示。

在此之前,將建筑材料用于供電的構想多是“供電地磚”——即將特殊地磚應用到踩踏量較大的交通地段,地磚可以將收集到的能量儲蓄到聚合物鋰電池中,用于街邊路燈的照明、音箱、人行道的警報器、標牌以及廣告等領域。而能實現同樣功能的墻體建筑材料,應用前景無疑將更為廣闊。

總編輯圈點

不妨開個腦洞:以后應用了這種“智能磚”的建筑物,都能在需要時“變身”充電樁。建筑物里的,是磚塊,也是儲能電極。它們可以砌墻,也可以讓電燈、廣告燈箱都亮堂起來。等技術進一步升級,也許連電動車都能在墻邊得到能量補充。原來,給磚加上一層導電聚合物,就能讓平平無奇的它們,變成儲能材料。當然,“智能磚”要大規模應用,還需考慮成本,進一步驗證。不過,科研人員的奇思妙想,總能將那些司空見慣尋常物,變得不尋常;將那些天方夜譚奇妙事,變得觸手可及。

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