随着科技的演变,建筑、建设所用的混凝土功能也愈加多样化,瑞典查尔摩斯工学院就以“电池结构”为灵感,以水泥制成蓄电池,让建筑物除了让人遮风避雨,也可以变成储能系统。
查尔摩斯工学院团队提出一个有趣的观点,认为电池不仅能储存能量,还可以当作建筑结构构件。团队在水泥混合物中添加 0.5% 短尺寸碳纤维,提高电导度与抗弯强度,再加入一对“电极”,分别是充当阳极的铁碳纤维网、以及涂有镍金属的碳纤维阴极,让电子可以在两端来回移动。
这并非团队第一次进行混凝土电池实验,只是过去的产物表现不佳,再改良一番后,新型混凝土电池能量密度为每平方米 7 Wh,能量密度是过去的 10 倍以上。虽然能量密度远远比不上传统的商用电池,但是这项研究也不是要与电池竞争,团队认为当这项设计放大比例,成为大型结构时,或许能补足能量密度不足的一点。
混凝土电池或许也可以说是世界首创概念,研究作者 Emma Zhan 认为,不仅可以当作储能建筑物,还可点亮 LED、偏乡 4G 部署、装置太阳能板或是帮高速公路、桥梁中的检测感测器供电。希望未来的科技能让多功能混凝土建置出多层建筑,考虑到任何混凝土表面可设置电极,开始想像多功能混凝土的前景。
不过这项技术概念还处于初期,将技术商业化之前,还需要解决电池寿命、如何回收等问题,毕竟混凝土的使用寿命动辄数十年,科学家得找出延长电池寿命的方法,或是想出如何更换电池的方法。研究作者 Luping Tang 表示,我们相信,这一概念为使未来的建筑材料具有其他功能,为再生能源系统提出贡献。
- World first concept for rechargeable cement-based batteries
- Novel concrete battery could let buildings store their own energy
(首图来源:查尔摩斯工业大学)