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水泥和木炭粉的混合物可以使房屋混凝土地基儲存一整天的能量。這種制造超級電容器的新方法——一種可以更快放電的電池替代品，可以被整合到建筑物和風力渦輪機中。當與可再生能源結合使用時，有朝一日它可讓混凝土路基在電動汽車行駛時為其無線充電。7月31日，相關成果發表于美國《國家科學院院刊》。

“這些材料可供世界各地的每個人使用。”美國麻省理工學院的Franz-Josef Ulm說，“這意味著沒有電池那樣的限制。”

Ulm和同事展示了水泥和炭黑——一種非常精細的木炭，如何與水混合，形成一個包含許多分支、充滿了碳的線狀結構的硬化塊。當混凝土浸泡在氯化鉀等普通電解質溶液中時，電解質中的帶電粒子會沉淀在碳線狀結構上，從而提供儲能潛力。

然后，他們用一層薄絕緣層將兩塊寬1厘米、厚1毫米的薄板分開，制成超級電容器。連接3個這樣的超級電容器產生了相當于一個3伏電池的電量，能夠點亮一個小型LED。

研究人員表示，下一步可能是制造出12伏的超級電容器，這種電容器也可以連接起來，為更大的設備提供更多的充電功率。他們計算認為，一個邊長3.5米的立方體大小的混凝土塊可以儲存10千瓦時的能量。這大約是美國家庭日均用電量的1/3，約是英國家庭日均用電量的1.25倍。

這種材料的充放電能力保持在1萬次循環以上，這意味著，理論上，它可以為太陽能供電的家庭提供超過27年的儲能。

麻省理工學院的Admir Masic說：“這項技術的基礎是將兩種歷史悠久的、我們已經知道幾千年的古老材料結合在一起。”

美國德雷塞爾大學的Yury Gogotsi說認為，工程上的一個復雜問題是，傳統的混凝土板需要被用超級電容器制成的“混凝土膠合板”所取代。他認為，在建筑物或道路的整個生命周期內，用導電鹽溶液保持超級電容器濕潤將是一項挑戰。

盡管如此，麻省理工學院研究人員對這種相對簡單的低成本超級電容器在全世界的應用前景表示樂觀。

相關論文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.2304318120

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