科学家将毫不起眼的房屋砖头变成可储存电力的电池，此突破着实提高建筑物有一天成为真正发电站的可能性。不仅如此，这项研究也可能为廉价的再生能源超级电容（Supercapacitor）储能系统开辟蓬勃发展的大道。
这项新技术利用烧制红砖的多孔特性，将可储存电荷的导电塑胶微小奈米纤维填充至孔隙。目前第一批做好的电力砖（Power Bricks）存饱电力后仅能驱动小灯泡，但如果容量提高，很有可能成为普遍使用的锂离子电池低成本替代品。
电力砖应属超级电容而非电池，目前第一批原型储能密度仅达锂电池 1%
严格来说，电力砖是超级电容而不是电池。超级电容在固体以静态电荷形式储存电能，不像电池透过化学反应储能。超级电容的优势在于，充放电速度远比电池快，但迄今为止，只能保留一小部分能量。
世界各地研究人员都在努力提高超级电容的能量密度，以及电池的充电速度。找到更好储存电力的方法是因应气候危机的关键，因唯有如此才能让大量间歇性可再生能源储存到需要时的容量。
“屋顶太阳能电池必须将电能储存在某个地方，通常我们会透过电池储存电能，”研究小组成员的美国圣路易斯华盛顿大学（Washington University）Julio D’Arcy 表示：“虽然我们还没到那一步，但我们所做的是提供全新、值得深入思考的选项。”
据《自然通讯》（Nature Communications）期刊报导，第一批电力砖的储能密度仅为锂离子电池 1%。D’Arcy 认为，透过加入金属氧化物等材料，便能储存更多电荷，进而将储能密度提高 10 倍，并使电力砖成为可行的商业诉求与主张。
但终极目标当然是希望达到和锂离子电池一样的能量密度。“如果是这样，这项技术会比锂离子电池便宜多了，”D’Arcy 表示：“这将是全然不同的世界，你不会再听到‘锂离子电池’这个词。”
（Source：论文）
电力砖可循环充电 1 万次，但性能突破还有很长的路要走
英国伦敦大学学院（University College London）电化学工程（Electrochemical Engineering）教授 Dan Brett 指出：“考虑建筑结构的能量储存时，热能一直是最重要的课题与领域。这项研究也显示储存电能的潜力。与客制化超级电容相比，电力砖性能突破还有很长的一段路要走，但原理已证实，所以还有很大的改进空间。”
研究人员利用化学蒸汽与砖块的红氧化铁起反应，然后形成密布塑胶奈米纤维的网络，制造出小型电力砖原型。他们并使用叫做 Pedot 的特殊塑胶，它是非常棒的电导体。这些反应使红砖变成深蓝色。超级电容的另一个优点是，失去蓄存电能的能力之前，可支援比电池更多次充电和再充电。容量显著下降前，电力砖可循环充电 1 万次。
第一批电力砖储存的电荷太小，所以触碰时不会有任何触电感。但一整面由电力砖砌成的墙就需要涂上绝缘涂层，科学家用环氧树脂证明这一点，甚至可让电力砖在水底正常运作。D’Arcy 指出，制造电力砖的化学反应可能会对结构性能造成些许削弱，但无论如何，砖头是最常用在房屋装饰外墙的建材。
英国华威大学（University of Warwick）电力电子学（Power Electronics）教授 Richard McMahon 认为这项研究很有趣。“能量储存是当代人们非常感兴趣的课题，尤其是以电形式的储能。尽管这项工作是可能性的有趣展示，但离实际应用还有很长的路要走。”
自 2010 年以来，锂离子电池成本下降 90%，即使在山区，抽水发电仍是最有效的方案。但储存大量电力仍是一大挑战，这促使人们积极寻找替代能源。
如今有一家公司利用重力储存能量，亦即将巨大砖块堆叠成一座塔，然后再将砖块放回地面以释放能量。目前能源界也正在探索使用重物和矿坑储能的方案。另外还有一种选项是将空气压缩成液体以储存能量，英国曼彻斯特附近就有一座以这类型储能的大型工厂正在施工。目前有一些专家支持氢能，可透过再生能源分解水产生氢能。
- Powerhouses: nanotechnology turns bricks into batteries
（首图为示意图非实砖，来源：pixabay）
