今天来讲美国黑科技——混凝土“电池”，麻省理工正在开发的一种大型储能安装，操纵世界上更便宜的三种质料，水、水泥和碳黑，能够把建筑物以至道路都酿成庞大的电池，实现大规模的能源存储和操纵，为世界带来革命性的变化。
你是不是已惊掉了下巴？水泥和碳黑都能做成电池？
超等电容器准确地说，它的名字不叫电池，而叫超等电容器，是介于电池和电容之间的一种储能安装。
你可能对电容还不太领会，简单来说，电池通过介量中的化学反响将化学能转化为电能，而电容则根本是通过物理过程将电荷别离存储在两个导电极之间。
电池的储能量一般比电容大得多，因为电池能够操纵更多的物量参与反响，而电容只能操纵有限的空间存储电荷。
因为电容只需要挪动电荷，而不需要发作复杂的化学反响，所以电容的充放电速度要比电池快得多。
并且电容的充放电次数也比电池多得多，因为电容不会像电池那样呈现极化、老化、侵蚀等现象，影响其性能和寿命。所以那就形成了一对矛盾。
那么超等电容器呢，它就是介于两者之间的一种特殊电容器，操纵电极和电解量之间构成的静电双层和/或电化学赝电容来贮存电荷，能够存储和释放比通俗电容器更多的电能，而且能够比电池更快地充放电。
目前电池手艺还存在良多问题，好比成本高、质料稀缺、寿命短、容量小、充放电速度慢等，科学家们不断在寻找更好的替代计划，而超等电容器具有寿命长、效率高、情况友好、可轮回操纵等长处，可应用于包罗消费类电子产物、东西、电网缓冲、能量搜集、运输、医疗等范畴，在特定范畴是电池的完美替代者。
混凝土电池麻省理工正在开发的混凝土“电池”，就是一种超等电容器。一看到超等那个字眼，你脑海里浮现出的可能就是高科技纳米质料或者特殊合金什么的，但麻省理工的选择却让你大跌眼镜：水、水泥和碳黑。
那是最关键的处所，因为那些都是世界上最常用更便宜的质料，而且无需零丁造成电池，而是能够和建筑物、道路连系起来，更大限度地降低成本。
水泥是建筑业的根底质料，而碳黑则是一品种似于极细的柴炭的物量，能够用来造造墨水、颜料、橡胶等。它们看起来似乎毫不相关，但当它们与水混合在一路时，就会发作奇奥的化学反响。
研究人员发现，当水泥与水反响时，会产生一些空隙；而碳黑因为排挤水分，会聚集在那些空隙中，并构成类似于导线的卷须状构造。那些卷须状构造就像是毗连两个极板的桥梁，使得整个混合物具有了导电性。
之后将那种混凝土造成两个电极，浸泡在尺度电解量质料中，例如氯化钾，操纵薄薄的空间或绝缘层离隔，就会构成一个十分强大的超等电容器，能够存储电能并到达10000次以上的不变充放电轮回——如今典型的锂离子电池只要几百次到几千次。
尝试版本进一步的研究发现，添加的碳黑越多，超等电容器存储的能量就越多，但混凝土构造强度也会下降，所以能够针对所需混凝土构造的强度差别，来添加碳黑造造混凝土“电池”，只要大于3%就能够了。
好比关于建筑地基或风电涡轮机底座，添加10%的碳黑能够到达更佳的平衡点，你想到什么没有？风电不是不不变吗？若是把底座酿成一个大电池，不就彻底处理问题了吗？
研究人员为此造做了一个尝试室版的小型超等电容器来验证，他们用水、水泥和碳黑造造了一些和纽扣电池差不多大小的“混凝土电池”，曲径1厘米，厚度1毫米，每个都能够充放1伏的电压，相当于1伏的电池。
之后他们把三个超等电容器毗连起来，成果令人惊讶，3伏的发光二极管实的被点亮了。
而电容器的储能量是和电极的体积相关的，那意味着若是把1毫米酿成1米后，就可能供给更多的电力，以至为整个家庭供电。
研究人员下一步将造造一个12伏汽车电池大小的版本，然后是一个45立方米的版本——大约3.5米边长的立方体，能够存储约10千瓦时的电能，足认为一座房屋供给每天的用电量。
美妙前景若是那种混凝土“电池”开发胜利，并能不变运行，或许会带来革命性的变化或机遇，对情况、经济和社会产生极大的影响。
试想一下，我们能够将房屋地基造成混凝土电池，存储太阳能、风能等清洁能源产生的电力，在需要的时候利用。
也能够用那种质料把公路酿成庞大的储能安装，让道路成为超等电容器，为电动车供给无线充电。
还能够把那种混凝土造成供暖系统，用于地板、墙体供暖，某人行道除冰除雪，水管防冻，农业大棚或温室保暖等。
怎么样？是不是觉得潜力庞大啊，不外麻省理工也是刚刚起头研究，还不晓得做大之后事实会不会产生适用价值，但至少理论计算是可行的，跟着储能成为全世界越来越重要的根底行业，将来或许总会有某种安装脱颖而出，成为清洁能源和末端用户之间的重要载体。
论文：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2304318120
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