混凝土建筑（图片来源：pixabay）
混凝土是继水之后世界上消耗最多的材料。由于混凝土结构的建筑在我们周围随处可见，研究人员一直在探索和研究如何使用混凝土储存电力——本质上是将建筑物变成巨大的电池。这个想法得到了越来越多的支持，其来源于我们高度依赖风能和太阳能所产生的可再生能源。当风力减弱或夜幕降临时，可储蓄电能的充电电池显的尤为重要，但讽刺的是，它们往往是由有毒材料构成的，而有毒材料会对环境造成伤害。
实验用混凝土电池的容量仅仅只有传统电池的一小部分。但当前一个团队在《建筑》杂志上报道称，他们已经研究出了可充电混凝土的雏形，与之前的容量相比，储存的电量增加了900%以上。
放在混凝土里面的电池听起来不太可能实现，都柏林理工大学的结构工程讲师Aimee Byrne虽然没有参与这项新研究，但她指出，“你可以用土豆制作电池。”在可持续发展变为关键的未来，她喜欢既能提供庇护，又能给电子产品供电来减少浪费的这种建筑理念。
这项研究的联合作者Emma Zhang说：“这为目前的建筑材料增加了额外的功能，在我看来，这是非常有前途的。”她现在是瑞典科技公司德尔塔的高级开发科学家，并在瑞典查尔默斯科技大学从事研究新电池设计的工作。她和她的同事模仿了结构简单但耐用的爱迪生电池的设计，即电池中的电解质溶液携带离子在带正电的镍板和带负电的铁板之间产生电势差从而产生电压。在这种模式下，研究人员将导电炭纤维混合到水泥（混凝土的主要组成部分）中来代替电解液。他们还嵌入了表面镀有镍和铁的碳纤维网层作为两个正负极板。
爱迪生电池结构图（图片来源：Wikipedia）
这个装置被证明能够进行放电然后再充电。“事实上，他们已经成功给它充进了一部分的电，这对于我们达到最终目标是非常关键的一步。”Byrne这样说道。就如同它给人带来的灵感一样，这个基于混凝土的电池模板是持久的（爱迪生电池可以工作十几年）。它可以抵抗过充，Zhang补充道，“你可以在不影响其性能的前提下随意使用这种电池。”
尽管采用新的设计其储能比之前的容量多出10倍，但仍然有很长的路要走：Zhang说：“200平方米的储能可以供应一个典型美国家庭每日用电量的8%。”
测量电池储量（图片来源：Pixabay）
这还不足以与当今的可充电设备竞争。“我们从水泥中得到的电流量是以毫安为单位的，而不是安培。”Byrne说。“我们获得了数小时而不是数天的电量但她补充道：“与其他电池设计相比，用水泥作为电解液的电池还完全处于起步阶段。”包括爱迪生电池在内的这些早期电池，设计简单但却笨重。研究人员用新材料和新的设计方法进行了一个多世纪的试验才有了如今小巧高效的版本。Byrne认为，以混凝土作为能量储存装置，想要实现这个想法也可能经历类似的演变。她说：“我们最根本的理念就是我们要放眼更远的未来，这是一场持久战。”
撰文：Sophie Bushwick（索菲·布什威克）是《科学美国人》杂志负责技术报道的副主编。
翻译：葛丰实
审校：潘燕婷
引用来源：科学美国人
本文来自：中国数字科技馆
特别声明：本文转载仅仅是出于科普传播信息的需要，并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用，须保留本网站注明的“来源”，并自负版权等法律责任；作者如果不希望被转载或其它相关事宜，请与我们接洽。
[责任编辑：环球科学]
京公网安备11010502039775号
