想象一下整個20層高的混凝土建筑，它可以像巨型電池一樣存儲能量。得益于瑞典查爾默斯理工大學的獨特研究，這樣的愿景有一天可能成為現實。建筑與土木工程系的研究人員最近發表了一篇文章，概述了由水泥制成的可充電電池的新概念中國建材網cnprofit.com。

對可持續建筑材料的不斷增長的需求給研究人員帶來了巨大的挑戰。瑞典查爾默斯工業大學前任教授張愛瑪（Emma Zhang）幾年前加入唐盧平教授的研究小組，以尋找未來的建筑材料。他們現在在一起已經成功地開發了世界首創的可充電水泥基電池概念。

該概念首先涉及一種水泥基混合物，其中添加了少量的短碳纖維以增加導電性和抗彎韌性。然后，在混合物中埋入一層金屬涂層的碳纖維篩網-陽極用鐵，陰極用鎳。經過大量實驗，這是研究人員現在展示的原型。

“早期研究混凝土電池技術的研究結果顯示，其性能非常低，因此我們意識到我們必須開箱即用，想出另一種生產電極的方法。我們開發出的這種特殊想法-也是可充電的－從未進行過探索?，F在我們有了實驗室規模的概念驗證，” Emma Zhang解釋說。

Tang Luping和Emma Zhang的研究生產了一種可充電的水泥基電池，其平均能量密度為每平方米7瓦時（或每升0.8瓦時）。能量密度用來表示電池的容量，適度的估計是，新的查爾默斯電池的性能可能是早期混凝土電池的十倍以上。與商用電池相比，能量密度仍然很低，但是由于在建筑物中使用時可構造出巨大的電池體積，因此可以克服此限制。

解決儲能問題的潛在關鍵

電池可充電這一事實是其最重要的品質，如果這一概念得到進一步發展和商業化，其利用可能性幾乎是驚人的。儲能是一個明顯的可能性，監控是另一個可能性。研究人員看到的應用范圍可能包括為 LED 供電、在偏遠地區提供 4G 連接，或混凝土基礎設施中的陰極保護以防止腐蝕。

“例如，它還可以與太陽能電池板結合使用，以提供電力并成為高速公路或橋梁監控系統的能源，其中由混凝土電池操作的傳感器可以檢測裂縫或腐蝕，”Emma Zhang 建議道。

以這種方式使用結構和建筑物的概念可能是革命性的，因為它可以通過提供大量的能量存儲來為能源危機提供替代解決方案。

混凝土由水泥與其他成分混合而成，是世界上最常用的建筑材料。從可持續性的角度來看，它遠非理想，但為其添加功能的潛力可以提供一個新的維度。張愛瑪評論：

“我們有一個愿景，未來這項技術可以允許由功能性混凝土制成的多層建筑的整個部分?？紤]到任何混凝土表面都可以嵌入一層這種電極，我們談論的是大量的功能性混凝土。 ”

使用壽命方面的挑戰依然存在

這個想法還處于非常早期的階段。在該技術商業化成為現實之前仍有待解決的技術問題包括延長電池的使用壽命和開發回收技術?！坝捎诨炷粱A設施通?？梢允褂?50 年甚至 100 年，因此需要對電池進行改進以匹配這一點，或者在使用壽命結束后更容易更換和回收。就目前而言，這是一個重大挑戰從技術角度來看，”Emma Zhang 說。

但研究人員希望他們的創新能提供很多東西?！拔覀兿嘈?，這一概念對讓未來的建筑材料具有可再生能源等附加功能做出了巨大貢獻，”Luping Tang 總結道。