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水泥+炭黑,麻省理工攪出超級電容器

讀者們都知道水泥和炭黑(carbon black,又稱碳煙)吧?一個是建築工地常見的灰色粉末,另一個則是人類使用已久的黑色物質,就像死海古卷所使用的一樣。你可曾想過,將這兩種有著兩千年歷史的材料,以特定的方式結合,能產生什麼新的效果?

答案可能會讓你驚訝:強大且成本低廉的超級電容器!

麻省理工學院的研究團隊剛剛在一項創新的實驗中,將水泥、水和少量的炭黑結合在一起,創造出了這樣一種能大規模儲存能源的材料。

研究團隊透過讓炭黑滲入固化的水泥內部,形成一種高度導電的網狀結構。這種材料被浸泡在電解質中,例如氯化鉀,就變成了一種超級電容器。

簡單來說,這就像是一個超大的能量儲存箱,可以吸收、儲存和釋放出大量的電能。而且最驚人的是,它能夠透過調整炭黑的含量來調節其儲能能力和結構強度。

要找到炭黑與水泥的甜蜜點絕非易事。(圖/Pixabay)

當然,這種超級電容器的儲能能力和其結構強度之間存在著權衡。如果你想讓它儲存更多的能量,你需要添加更多的炭黑,但這樣會讓混凝土的強度稍微降低。研究人員指出,炭黑含量約為10%的混合物是一種最佳的「甜蜜點」。

你可能會問,這種超級電容器有什麼實際的用途呢?其實,從風力渦輪機的基座、能源自給的庇護所,甚至到電動車的自充電道路,都可以看到它的身影。研究人員正計劃建造一系列更大的版本:從12伏特的汽車電池,到能存儲一個家庭所需電力的45立方米「大電池」。

看來,這種基於水泥和炭黑的超級電容器,正準備為我們的未來能源儲存問題帶來一種全新的解決方案!讓我們期待它的表現吧。此研究已刊登在7月31日的《美國國家科學院院刊》。

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研究論文:
1.Carbon–cement supercapacitors as a scalable bulk energy storage solution.Proceedings of the National Academy of Sciences