你的房屋可能成为可充电的水泥电池,方法如下

A picture of a house.
Home sweet home?Image: Unsplash/ Roberto Sorin
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  • 把你的家变成一块电池,已经离现实更近了一步。

  • 可充电水泥电池可能使多层建筑的整段结构由具备储能功能的混凝土建成。

  • 储能技术在实现减排目标方面发挥着核心作用。

可充电水泥电池正变得越来越有可能实现,它可能改变你储存能源的方式,使你家的墙壁变成一块巨型电池。

瑞典查尔姆斯理工大学的研究人员开发出的水泥电池,其储能量约为此前已开发结构的10倍;不过,目前其能量密度仍比锂离子电池低数百倍。

为制成该结构,内含少量短碳纤维的水泥基混合物嵌入一张镀金属碳纤维网中:据艾玛·张博士(Dr Emma Zhang)领导的研究团队介绍,阳极采用铁,阴极采用镍。

“此前研究水泥电池技术的成果性能非常低,因此我们意识到必须跳出固有思路,找到另一种方法来制造电极”张博士在《Science Daily》中表示。“我们开发的这一独特构想——同样可充电——此前从未有人探索过。目前我们已在实验室规模上获得概念验证。”

电池在低碳经济中的作用

随着世界向绿色能源、可再生能源和低碳经济转型,储能及相关技术的重要性日益凸显。

储能技术在实现减排目标方面发挥着核心作用,因为它有助于输送和分配电力,并储存来自太阳能和风能等可再生能源的能量。电池可以在太阳不照射或风不吹动时起到补充作用。

把你的办公楼变成一块电池。Image: 瑞典查尔姆斯理工大学

而混凝土电池的研发,也是关于如何开发性能更优、高性能电池这一更广泛讨论的一部分。

电池困境

世界经济论坛的全球电池联盟(GBA)正在探讨电池技术及其在迈向净零排放过程中所扮演的角色。这一问题远非简单明了:若要使电池成为未来的核心组成部分,需要投资和技术进步。一方面,电池是储存可再生能源的理想方式;另一方面,其生产依赖稀缺矿产资源,且难以以环保方式处置。

全球电池联盟正在探索如何构建循环且负责任的电池价值链,该联盟认为这是在交通和电力领域实现《巴黎气候协定》目标的主要驱动力之一。该联盟表示,到2030年,电池有望在交通和电力领域实现所需碳排放减少量的30%;然而,要实现这一目标,电池价值链在未来十年内需要扩大19倍。

电池储能也是世界经济论坛UpLink的重点领域之一。UpLink是世界经济论坛的平台,旨在发掘并推广应对全球最重大挑战的创新方案。

混凝土行业在提升可持续发展表现方面也任重道远。《卫报》一篇文章指出,如果水泥行业是一个国家,它将是全球第三大二氧化碳排放国,仅次于中国和美国。

即便如此,将房屋变为电池或许可以成为降低排放更广泛解决方案的一部分,同时市场对功能性材料的需求也在增长。尽管这一概念仍处于早期阶段,查尔姆斯大学的研究人员对其突破充满信心。

“我们设想,未来这项技术可以使多层建筑的整段结构由功能性混凝土建成,”张博士表示。“考虑到任何混凝土表面都可以嵌入这种电极层,我们谈论的是规模巨大的功能性混凝土。”

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