超级电容器水泥可能超负荷可再生能源存储

将炭黑纳米颗粒纳入湿水泥可以把它变成一个超级电容器电极水泥一旦治愈,美国研究人员发现。团队说,材料可以用来储存可再生能源和找到更多的异国情调的应用,如道路,可以无线充电的电动汽车。

生产水泥和混凝土是今天负责大约占全球二氧化碳排放量的8%。一些想法减少通过使用替代水泥配方,例如,尚未获得广泛的成功。与此同时,不断上升的间歇性可再生能源的投资已经导致需求增加存储技术。的电池是基于罕见的材料没有提供给每一个人,所以并不是可伸缩的说弗朗兹约瑟冰川乌尔姆麻省理工学院的技术。乌尔姆和他的同事们设计了一个由两部分构成的具体解决方案通过添加新的功能,允许它被用作结构电容器。

研究人员只需将炭黑纳米颗粒添加到水泥粘贴。疏水,这些最初在富含水分保持孤立的环境。巩固治疗,然而,亲水钙硅酸盐形成硅酸钙水合物和氢氧化钙,从系统删除自由水。碳纳米粒子然后self-organise到一个非常长的导电网络渗透水泥。泡在氢氧化钾水泥,研究人员允许离子扩散的毛孔。将电极连接到一个正电荷使导电网络吸引负离子和排斥正离子和反向连接到一个负电荷。分开两个饱和水泥石板的介质膜因此允许电位差建立和能源存储。

研究人员使用小型水泥超级电容器充电电源3 v领,现在希望搬到大规模,真实世界的应用程序。充电/放电速率是有限的孔隙度水泥,但这不该是一个问题在构建基础,可以储存太阳能,为例。“你有一整天给超级电容器,然后一夜之间…你用它来运行任何类型的能源负载所需,”乌尔姆说。

研究人员表明,他们也可能增加治愈的孔隙度水泥生产工艺中通过添加额外的水。这允许更快的充电/放电循环,这可能打开应用程序如道路收费通过电动汽车通过电磁感应,尽管它妥协混凝土的强度。”为每个应用程序将会有不同的需求,我们需要完成,”作者说Admir大规模。关键我们的论文是做是我们的材料在世界任何地方的可访问性。老实说,我希望这种材料渗透我们的社会以前所未有的方式仅仅因为它是两个便宜的材料,我们知道如何处理。

黛博拉钟在纽约布法罗大学的怀疑,然而。抽象他们声称高强度,但论文中没有测量的力量,”她说。从nano-identation研究人员依靠硬度测量,乌尔姆说,他已经“建立了职业显示硬度和强度之间的联系但钟仍不服气,说这“不是一个充分认可在混凝土领域的机械性能指标。的高孔隙度必然会导致脆弱…我肯定它们在呼唤一个结构电极的材料实际上是一种脆性材料,”她总结说。

Bernhard Pichler然而,在奥地利维也纳科技大学不争议强度测量,作者说,使用一个初始水灰质量比为0.42。这允许您混凝土产生经常性的力量。在许多实际应用中,使用更大的比率…低比率需要生产超高性能混凝土,但它们仅用于相当特殊的应用程序。总的来说,我认为这篇文章非常有趣,它将影响我的科学界。