一起来搬砖吧!5000多年来砖头大变革:研究发现可以作为超级电容!

你没看错圣路易斯华盛顿大学的研究人员开发出了一种方法,将普通的砖头,转化为一种储能的介质。
5000多年来,烧制的砖头几乎单一地被用作建筑材料。但现在,研究人员已经找到了一种方法,可以将红砖变成储电的容器。
这怎么可能呢?
其工作原理是利用红砖中所含的赤铁矿,赤铁矿是一种赋予砖块红色的色素。有趣的是,赤铁矿现在被用于现代储能材料中,如钾离子电池、锌空气电池和锂离子电池。
根据发表在《自然通讯》上的文章,研究人员随后能够使用砖的赤铁矿微结构作为导电聚合物聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(PEDOT)气相沉积涂层的反应物来开发超级电容器。
这种气相合成使PEDOT涂层表现出高电子导电性和易转移电荷的特点,使其成为生产电极的有效途径。
经过处理的砖块用于为LED供电
用更易消化的术语来说,Wash U的化学教授Julio D'Arcy解释说:“在这项工作中,我们开发了导电聚合物PEDOT的涂层,该涂层由可穿透砖内部多孔网络的纳米纤维组成; 聚合物涂层仍被困在砖中,并充当离子海绵来存储和传导电,”
华盛顿大学化学教授Julio D'Arcy解释说:"在这项工作中,我们开发了一种导电聚合物PEDOT的涂层,它由纳米纤维组成,可以穿透砖的内部多孔网络;聚合物涂层仍然被困在砖中,并充当离子海绵来存储和传导电。”
砖基超级电容器的工作性能如何?
在已发表的文章中,科学家测试了各种不同的设置,所有这些设置均产生令人印象深刻的结果。
在1 V工作电压范围内,基于对称砖的超级电容器能够实现:
  • 面积电容为1.60 F/cm2
  • 能量密度222μWh/cm2
  • 电流密度为0.5mA/cm2
结果显示:示意图(A),电流密度测量(B),充放电曲线(C),电容保持率(D)和电流输出(E)。
此外,研究人员能够在环氧树脂密封层中覆盖砖块,保护其免受水和温度的影响,从而能够在-20°C至60°C的温度下存储电荷。他们发现,在环境条件下,超级电容器可能会经历10,000次充放电循环,库仑效率约为100%,电容保持率约为90%。
研究人员还将三个模块串联在一起,以实现3.6 V的电压。
基于砖的储能重新定义了智能家居
研究人员认为,这项技术与太阳能电池一起使用,可以为砖混建筑提供应急照明,从而将房屋变成巨型超级电容器。
对此,D'Arcy说:"PEDOT涂层砖是可以为应急照明提供电力的理想构件......我们设想,当你把我们的砖与太阳能电池连接起来时,这可能成为现实。"
他补充说:“这50块砖将为应急照明设备供电5个小时。” D'Arcy还提到,在一小时内,用作超级电容器的整个砖墙都可以充电数千次,此外,他声称几块相连的砖墙可以轻松为微电子传感器供电。
虽然将这项技术应用到世界上还有很长的路要走,但有一天,基于砖的电池可能会重新定义我们所认知的“智能家居”。
看来砖基储电还是大有可为的,不多说了,你们先忙,我这就搬砖去了。
来源:EETOP编译自 allaboutcircuits
(0)

相关推荐