紅磚變電池 只需50塊“儲能磚”，就能夠實現應急照明供電5小時
從古代層層壘砌的磚房算起，紅磚作為傳統古老的建筑材料，已經有了數千年的歷史。雖然資歷老，但是紅磚卻并沒有在歷史的長河中開發出其他的新技能。用磚砌成的墻和樓房已經占據了大量空間，如果能一磚兩用，或許能增加其利用價值。華盛頓大學圣路易斯分校的研究人員上周在《自然通訊》發表的一篇論文表明，世界上最便宜、最常見、也是最不
從古代層層壘砌的磚房算起，紅磚作為傳統古老的建筑材料，已經有了數千年的歷史。雖然資歷老，但是紅磚卻并沒有在歷史的長河中開發出其他的新技能。用磚砌成的墻和樓房已經占據了大量空間，如果能一磚兩用，或許能增加其利用價值。
華盛頓大學圣路易斯分校的研究人員上周在《自然通訊》發表的一篇論文表明，世界上最便宜、最常見、也是最不起眼的建筑材料，傳統燒結紅磚也能成為儲能單元，這些“智能磚”充電后能像電池一樣儲存電能，隨時準備為其他裝置供電。
“我們正在為住宅添加綠色功能”
在測試中，一塊磚塊可以在10秒內充電到3伏，然后點亮LED燈10分鐘。研究人員指出，這些磚還能夠在水中工作，可以連接到太陽能電池等可再生能源上。
這項研究的通訊作者胡里奧·達西介紹，這種方法簡單并且成本低廉，可以使用新的磚塊,也可以使用回收的舊磚塊。并且只需50塊磚，就能夠實現應急照明供電5小時。
達西說：“我們正在為住宅添加綠色功能。”這些磚未來可以以相對合理的價格被廣泛使用，將從太陽能電池板或其他可再生能源中積聚能量，能量可以在磚塊中保留三天時間。
為了開發這項技術，研究人員將一種稱為聚(3,4-乙撐二氧噻吩)的聚合物塑料材料置于磚內，由聚合物制成的微小纖維滲透到整個磚塊，并增加其表面積，從而增加可以存儲的能量，使磚塊成為高效的存儲裝置。
兩塊磚——一塊帶正電荷，另一塊帶負電荷，由此組成“電池”，研究人員將其稱之為“超級電容器”。如此互補的兩塊磚類似于電池的正電荷和負電荷。達西說：“一旦我們在紅磚中裝入納米纖維，并把兩塊磚放在一起成為一組，再把兩兩一組的磚組裝在一起，就可以制造一種類似于電池的東西了。”
除了可以為燈提供電能外，這種“超級電容器”磚還是小型電子設備和電器供電的理想選擇。它們充電只需要13分鐘，最多可以充電1萬次。
不少研究學者認為這項研究具有開創性，因為它為將儲能技術融入房屋和建筑物鋪平了道路。盡管“超級電容器”磚不適合用于房屋的地基或承重建筑材料，但可以將其放置在房屋墻壁中或沿墻壁的裝飾中。達西說：“您可以按照自己想要的方式堆放它們，比如將磚堆放在靠近插座或光源的地方。”
對于加速部署可再生能源至關重要
還有專家認為，開發成本低廉且具有廣泛應用價值的儲能材料對于加速部署可再生能源至關重要。根據太陽能工業協會的數據，鋰離子電池是儲存太陽能最常用的材料。此外，雖然電池近年來變得不再昂貴，但電池的成本仍然是實現長期可再生能源儲存的障礙之一。
沒有參與這項研究的奧古科瑪亞說，這項研究開發的“超級電容器”磚似乎提供了一種在建筑物中儲存能量的新方法。他說：“儲能是可再生能源中最重要的技術之一。未來建筑物將在其中發揮重要作用，這非常有趣。”
我們都知道，由磚建造的建筑占據了非常大的空間，如果它們有額外的存儲電能的用途，那么它們的價值會更大。雖然一些建筑師和設計師已經認識到這種不起眼的磚具有吸收和存儲太陽熱量的能力，但這是第一次有人嘗試將磚不僅僅用作取暖和制冷的熱質。
雖然“超級電容器”磚不能像鋰離子電池那樣存儲更多能量，但研究人員打算提高該磚的存儲容量，以使它們更高效，也更低廉。那之后，他們還將努力擴大應用該磚的范圍。
奧古科瑪亞說，盡管已知紅磚本身非常“便宜”，但這項研究并未詳細說明“超級電容器”磚的全部成本。努力降低“超級電容器”磚的制造成本，以及確定如何將這些磚集成到建筑物的電氣系統中可能是下一步研究的重點。
英國華威大學電力電子學教授理查德·麥克馬洪認為這項研究很有趣。“能量儲存是當代人們非常感興趣的課題，尤其是以電形式的儲能。盡管這項工作是可能性的有趣展示，但離實際應用還有很長的路要走。”
約翰霍普金斯大學材料科學與工程學助理教授安東尼·肖吉·霍爾說，盡管如此，該研究還是引入了一個新概念，即用廉價、功能齊全且無處不在的材料進行能量存儲。霍爾說：“我認為將‘超級電容器’磚集成到日常生活使用的材料中具有潛在的變革性。”
作者：韓曉彤 來源：南方電網報 責任編輯：jianping
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