美國麻省理工學(xué)院的一項新研究表明，人類擁有的最普遍且歷史悠久的兩種材料——水泥和炭黑，可能是構(gòu)成一種新的、低成本儲能系統(tǒng)的基礎(chǔ)。以特定的方式將它們結(jié)合在一起，會得到一種導(dǎo)電納米復(fù)合材料。該技術(shù)可促進(jìn)太陽能、風(fēng)能和潮汐能等可再生能源的使用，使能源網(wǎng)絡(luò)在可再生能源供應(yīng)波動的情況下保持穩(wěn)定。相關(guān)論文1日發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上。
研究人員發(fā)現(xiàn)，這兩種材料可與水結(jié)合制成超級電容器（電池的替代品）以存儲電能。超級電容器可被安裝到房屋的混凝土地基中，在那里它可儲存一整天的能量。研究人員設(shè)想，將來建設(shè)一條混凝土道路，在電動汽車行駛時為其提供非接觸式充電。
電容器可儲存的電量取決于其導(dǎo)電板的總表面積。該團隊開發(fā)的新型超級電容器的關(guān)鍵是一種生產(chǎn)水泥基材料，這種材料具有極高的內(nèi)表面積，其體積內(nèi)有致密、相互連接的導(dǎo)電材料網(wǎng)絡(luò)。研究人員將高導(dǎo)電性的炭黑與水泥粉和水一起制成混凝土，并讓其固化。
研究團隊計算出，一塊45立方米大小的納米炭黑摻雜混凝土塊將有足夠的容量儲存約10千瓦時的能量，這通常是一個家庭的日平均用電量。由于混凝土可保持其強度，因此以這種材料為基礎(chǔ)的房屋可儲存太陽能電池板或風(fēng)車一天產(chǎn)生的能量，并可在需要的時候使用。而且，超級電容器的充放電速度比電池快得多。
隨著可再生能源的應(yīng)用越來越多，人們對新型儲能技術(shù)的渴求也越來越強烈。可再生能源波動性大，有時太多，有時太少，需要儲能系統(tǒng)對能源和需求進(jìn)行匹配。本文提到的新研究發(fā)現(xiàn)，眾里尋他千百度，原來低成本儲能系統(tǒng)就在燈火闌珊處——我們最為熟悉且歷史悠久的水泥和炭黑就可以制成超級電容器！價格低廉、無處不在，而且還能變換多種形態(tài)，比如鋪成道路，砌成房屋。這種新型儲能系統(tǒng)可幫助可再生能源得到更廣泛的應(yīng)用。
來源：科技日報
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