混凝土“电池”：能源储存的新革命。
近日，麻省理工正在开发一种名为混凝土“电池”的大型储能装置，利用水、水泥和碳黑这三种世界上最常见且最廉价的材料，能将建筑物和道路变成巨大的电池，实现大规模的能源存储和利用。这项创新技术有望为世界带来一场能源领域的革命。
这种混凝土“电池”其实更准确地说是一种超级电容器。与传统的电池通过化学反应将化学能转化为电能不同，电容器则通过物理过程将电荷分离存储在两个导电极之间。超级电容器介于电池和电容器之间，利用电极和电解质形成的静电双层和/或电化学赝电容来储存电荷，能存储和释放比普通电容器更多的电能，并且具有比电池更快的充放电速度。
与传统电池相比，超级电容器具有多项优势。首先，超级电容器具有更长的寿命、更高的效率，以及更好的环境友好性和可循环利用性。其次，超级电容器的充放电速度更快，而且充放电次数更多，不会受到像电池那样的极化、老化和腐蚀等问题的影响。因此，超级电容器被认为是某些领域的电池的完美替代品。
麻省理工正在开发的混凝土“电池”利用了水、水泥和碳黑这些世界上最常用和最便宜的材料。水泥是建筑业的基础材料，而碳黑可以制造墨水、颜料和橡胶等物质。当水泥与水反应时，会产生一些空隙，而碳黑则会聚集在这些空隙中并形成导电性。研究人员将这种混凝土制成电极，并浸泡在电解质中，形成超级电容器。
初步实验结果表明，这种混凝土“电池”具有巨大的潜力。研究人员制作了一些像纽扣电池一样大小的实验室版“混凝土电池”，每个能够存储和释放1伏的电压。而当将三个超级电容器连接起来时，他们成功点亮了一颗3伏的发光二极管。此外，电容器的储能量与电极的体积相关，所以如果将尺寸从1毫米扩大到1米，它将能提供更高的电力输出，甚至可以为整个家庭提供供电。
研究人员下一步的计划是制造一个与汽车电池大小相当的12伏版本，然后是一个45立方米的版本，这个巨大的装置可以存储约10千瓦时的电能，足以满足一座房屋每天的用电需求。
混凝土“电池”的研究成果有望带来革命性的变革。我们可以将建筑物的地基制成混凝土“电池”，储存太阳能和风能等清洁能源，以便在需要时使用。道路也可以被改造成超级电容器，为电动车提供无线充电。此外，这种混凝土还可以应用于供暖系统，用于地板、墙体供暖，或用于人行道除冰除雪、水管防冻以及农业大棚或温室保暖等领域。
尽管麻省理工的混凝土“电池”技术目前还处于研究阶段，且尚不确定其是否会具有实际应用价值，但理论计算显示它具备潜力实现清洁能源和终端用户之间的重要连接。随着能源储存变得越来越重要，相信未来会有更多的装置脱颖而出，成为能源产业的重要创新。
参考文献：
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