基于水泥的超级电容器构建新式储能系统
2024-01-08编译高斯寒
世界科学 2023年12期
关键词:混凝土
编译 高斯寒

新式“超级电容器”混凝土会保持原有强度,因此用这种材料建造地基的房屋能储存由太阳能板或风力发电产生的、一天所需的能量,并允许在需要时随时使用
一种用炭黑和水泥制造的新式超级电容器具备成本低和效率高的特点,能在建筑物的混凝土地基中储存一天所需的能量,或者在电动车驶过路面时向它们提供非接触式充电。根据研发出这项技术的麻省理工学院(MIT)和哈佛大学维斯研究所的研究者所述,这种装置也能使太阳能、风能和潮汐能等可再生能源的使用变得便利。
学术上,超级电容器被称为双电层电容器或电化学电容器,性能处于蓄电池和传统介质电容器之间。超级电容器尽管在储存电荷方面弱于蓄电池,但是优于传统电容器,这得益于超级电容器的多孔电极,它们拥有高达数平方千米的表面积。当施加电压后,这些装置的电解质-电极界面形成双层结构,进一步提升能储存的电荷量。
相比于蓄电池,超级电容器也拥有一些优势。蓄电池需要数小时来充电和放电,而超级电容器能在几分钟内完成充电和放电。它们也有长得多的寿命,能坚持数百万次充放电循环,而不是数千次。超级电容器也不像电池那样通过化学反应来工作,而是以聚集在电极表面的带电离子的形式储存能量。
极高的内部表面积
由弗朗茨-约瑟夫 · 乌尔姆(Franz-Josef Ulm)、阿德米尔 · 马西克(Admir Masic)和邵阳(Yang-Shao Horn)带领的团队研发出的这种新装置含有一种拥有极高内部表面积的水泥基材料。……
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