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添加导电聚合物 砖头“变身”超级电容

[日期:2020-08-13]   来源:科技日报   作者:   [字体: ]

英国《自然·通讯》杂志11日发表一项材料学最新研究,美国科学家通过气相沉积技术,让人们最熟悉的传统烧结砖“变身”超级电容,成为一种全新储能单元——这些“智能砖”在充电后,可以像电池一样储存电能,随时为其他装置供电。这一成果被认为是多用途增值建筑材料领域迈出的重要一步。

数千年来,烧结砖一直作为建筑材料,很少有其他用途。这种砖以黏土、页岩、煤矸石或粉煤灰为原料,经成型和高温焙烧而制得,用于砌筑承重和非承重墙体,也就是人们最熟悉的红砖。现在科学家们意识到,用砖砌成的墙和楼房已经占据了大量空间,如果能“一砖两用”,将极大增加其利用价值。

此次,美国圣路易斯华盛顿大学研究人员朱利奥·达西及其同事,让这种红砖“变身”为一种超级电容器储能装置。他们利用砖的多孔结构,使用气相沉积技术为整块砖添加了一层名为PEDOT的导电聚合物,让砖变成一个储能电极。

由于砖本身的红色色素——氧化铁(铁锈),对于诱发聚合反应来说十分关键。研究团队用一个概念验证装置证明,可以用一块砖直接给一个发光二极管(LED)充电。

根据研究团队的计算,这些储能砖砌成的墙将能储存大量电能。这项工作或能为开发具有储电功能的多用途增值建筑材料带来启示。

在此之前,将建筑材料用于供电的构想多是“供电地砖”——即将特殊地砖应用到踩踏量较大的交通地段,地砖可以将收集到的能量储蓄到聚合物锂电池中,用于街边路灯的照明、音箱、人行道的警报器、标牌以及广告等领域。而能实现同样功能的墙体建筑材料,应用前景无疑将更为广阔。

总编辑圈点

不妨开个脑洞:以后应用了这种“智能砖”的建筑物,都能在需要时“变身”充电桩。建筑物里的,是砖块,也是储能电极。它们可以砌墙,也可以让电灯、广告灯箱都亮堂起来。等技术进一步升级,也许连电动车都能在墙边得到能量补充。原来,给砖加上一层导电聚合物,就能让平平无奇的它们,变成储能材料。当然,“智能砖”要大规模应用,还需考虑成本,进一步验证。不过,科研人员的奇思妙想,总能将那些司空见惯寻常物,变得不寻常;将那些天方夜谭奇妙事,变得触手可及。





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