泥土變電池，儲(chǔ)能未來(lái)新方向?qū)?huì)怎么樣？

文／陳根

電池的工作原理是讓帶電粒子從一側(cè)轉(zhuǎn)移到另一側(cè)，從而釋放以化學(xué)介質(zhì)儲(chǔ)存的能量。儲(chǔ)能技術(shù)是推動(dòng)世界能源清潔化、電氣化和高效化，破解能源資源和環(huán)境約束，實(shí)現(xiàn)全球能源轉(zhuǎn)型升級(jí)的核心技術(shù)之一。

面向未來(lái)高滲透的新能源接入與消納，需要構(gòu)建高比例、泛在化、可廣域協(xié)同的儲(chǔ)能形態(tài)，并通過(guò)新能源加儲(chǔ)能，變革傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能。而現(xiàn)在，一種新型的儲(chǔ)能技術(shù)就正在刷新人們對(duì)儲(chǔ)能的認(rèn)知。來(lái)自瑞典的科學(xué)家展示了一種新型的水泥電池，它可以帶來(lái)由功能混凝土建造的大型建筑。

其研究在查爾默斯理工大學(xué)進(jìn)行，究其原因，查爾默斯理工大學(xué)的科學(xué)家們正在開(kāi)發(fā)更可持續(xù)的建筑材料，尤其是混凝土。混凝土作為世界上使用最廣泛的材料，同時(shí)也是一種能源密集型的生產(chǎn)材料，如何減少混凝土的碳足跡一直是材料界的重要研究方向，基于此，研究人員們則提出了一個(gè)有趣的潛在解決方案。

跟普通混凝土一樣，新研究從以水泥為基礎(chǔ)的混合物開(kāi)始，不過(guò)其加入了少量短碳纖維以增加導(dǎo)電性和抗彎強(qiáng)度。混合材料中還加入了一對(duì)碳纖維網(wǎng)，其中一張網(wǎng)涂上鐵作為電池的陽(yáng)極，另一張涂上鎳作為陰極。作為電池的兩個(gè)電極，這些電子在設(shè)備充放電時(shí)來(lái)回穿梭。

該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，混凝土電池的能量密度為每平方材料7 Wh，這可以證明是以前混凝土電池的10倍以上?？茖W(xué)家們?cè)O(shè)想了他們創(chuàng)新電池設(shè)計(jì)的各種用途，從可以同時(shí)作為能源存儲(chǔ)設(shè)備的建筑開(kāi)始。另外，它還可以為L(zhǎng)ED供電、在偏遠(yuǎn)地區(qū)提供4G連接、或跟太陽(yáng)能電池板配對(duì)為混凝土結(jié)構(gòu)中的傳感器供電等。

盡管這項(xiàng)技術(shù)還處于早期階段，研究人員還需要解決一些技術(shù)問(wèn)題，但毋庸置疑，這也對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)的未來(lái)提供了更多研發(fā)性幫助。