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参考消息网10月7日美国有趣科学网站报道称，麻省理工学院的研究人员将新型“混凝土电池”的性能提高了10倍，为将建筑物、桥梁和人行道变成大型储能装置为整个城市供电铺平了道路。这种材料被称为“导电碳混凝土”，由水泥、水、常见液体电解质和非常细的碳粉（纳米级炭黑）混合而成。当这些成分混合时，它们形成可以传导电荷的致密导电网络。一旦材料硬化成混凝土，它以及用它建造的任何结构（建筑物、桥梁、人行道等）都可以根据需要存储和释放电力。这是一个被称为“超级电容器储能”的概念和研究人们希望它能够为可再生能源面临的最大挑战之一提供可行的解决方案：当阳光不够强或风力不够强时，如何在本地储存电力。在 9 月 29 日发表在《美国国家科学院院刊》杂志上的一项新研究中，研究人员表示，从 2023 年开始，他们已将导电碳混凝土的储能能力提高了十倍。目前，5 立方米的这种材料可以存储超过 10 千瓦时的电力，大约足以为普通家庭提供一天的电力。研究人员表示，就在两年前，需要九倍体积的材料才能达到相同水平的能量存储。麻省理工学院研究科学家、该研究的主要作者达米恩·斯特凡尼克 (Damien Stefaniuk) 表示：“凭借更高的能量密度和更广泛的应用价值，我们现在拥有强大而灵活的工具来帮助解决各种长期存在的能源挑战。”d 在一份声明中。 “我们最大的动机之一是推动向可再生能源的过渡。例如，太阳能在效率方面取得了长足进步。但它只有在阳光明媚的情况下才能发挥作用，”他说。发电正在进行中。接下来的问题是如何满足夜间和阴天的能源需求。尽管导电碳混凝土的能量密度尚无法与锂电池等传统电池技术（相同重量或体积下可储存数百倍的能量）相媲美，但它不依赖于金属或有毒材料，可以直接注入建筑构件中，并且可能具有与建筑本身一样长的使用寿命，这些特性使其对科学家特别有吸引力。这种性能的提高是由于研究人员对混凝土中碳网络和电解质之间的相互作用有了更深入的了解，以及材料制造方式的改进图尔德。研究人员首先将电解质直接添加到用于混合材料的水中，而不是等待材料硬化然后将其浸入电解质中。这种方法可以在不牺牲功率的情况下生产更厚、能量密度更高的混凝土板。导电。研究小组还测试了包括海水在内的不同类型的电解质，并发现了几种可行的选择。大多数最佳结果是使用季铵盐（家用消毒剂中常用）和乙腈（工业上常见的导电溶剂）的混合物电解质获得的。最令科学家们兴奋的是，他们认识到只需对混凝土的制造方式进行一些改变就可以制造出导电碳混凝土。这为可持续建设提供了绝佳的机会。该材料可用于开发研究人员所说的“多功能混凝土”，它不仅可以储存电能，还可以吸收二氧化碳来自空气，甚至具有自愈能力。这种材料正在日本进行测试，作为一种在下雪天温暖人行道的方法，并且可以取代使用除冰盐的传统方法。研究团队目前正在现实世界中开展工作。应用，例如为家庭供电、建造停车位以及未来可为电动汽车充电的道路。研究报告的合著者、康奈尔大学材料科学与工程副教授詹姆斯·韦弗 (James Weaver) 在一份声明中表示：“最令我们兴奋的是，我们能够在混凝土等古老材料中实现全新的功能。”他说：“现代纳米科学与古代建筑材料的结合打开了新的大门，使基础设施不仅能够维持我们的生活，而且能够为我们的生活提供动力。” （郭军 编辑）
（点评人：王云海）
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