Photo: D'Arcy Laboratory/Washington University in St. LouisA brick supercapacitor powering an LED light.

跟著太陽能電池板和風(fēng)力渦輪機(jī)的不絕增加，最大的問題是如何儲(chǔ)存太陽升起或起風(fēng)時(shí)發(fā)生的所有多余電力，以便在其他時(shí)間利用。潛在的辦理方案已經(jīng)以多種形式被提出，包羅龐大的電池組、快速旋轉(zhuǎn)的飛輪和地下氣穴。此刻，一個(gè)研究小組稱，一種經(jīng)典的修建質(zhì)料——紅燒磚大概會(huì)成為尋求儲(chǔ)能要領(lǐng)的競爭者。

普通的磚像海綿一樣多孔，它的赤色是由于富含氧化鐵的色素沉淀。Julio D'Arcy和他的同事發(fā)明，這兩種特性都為導(dǎo)電聚合物的發(fā)展和承載提供了抱負(fù)的條件。位于圣路易斯的華盛頓大學(xué)的研究小組將根基的磚塊改革成了可以照亮發(fā)光二極管的超等電容器。

超等電容器之所以引起人們的樂趣，是因?yàn)榕c電池差異，超等電容器可以提供快速的能量發(fā)作，而且可以或許快速充電。缺點(diǎn)是，與電池對(duì)比，它們儲(chǔ)存的能量相對(duì)較少。在電動(dòng)汽車中，超等電容器支持加快，但鋰離子模塊提供數(shù)百英里的動(dòng)力。然而，很多科學(xué)家和技能開拓人員但愿超等電容器可以或許在很多應(yīng)用中代替?zhèn)鹘y(tǒng)電池，因?yàn)椴傻V和處理懲罰金屬造成了龐大的情況價(jià)錢。

華盛頓大學(xué)化學(xué)系助理傳授D'Arcy說，修建磚觀念驗(yàn)證項(xiàng)目為世界上很多磚墻和布局提供了新的大概性。通過電線毗連的屋頂太陽能電池板可覺得磚塊充電，進(jìn)而為應(yīng)急照明或其他應(yīng)用提供內(nèi)部備用電源。

Image: D'Arcy Laboratory/Washington University in St. LouisA brick supercapacitor coated with a simple five-minute epoxy is immersed in water, demonstrating the device's impermeability.

他在電話中說：“假如我們樂成（擴(kuò)大局限），你的屋子就不再需要電池了。磚塊自己就是電池。”

克日出書的《自然通訊（Nature Communications）》雜志描寫了這種新型設(shè)備，與加州戈壁和中國農(nóng)村等地正在舉辦的兆瓦級(jí)存儲(chǔ)項(xiàng)目相去甚遠(yuǎn)。但D’Arcy說，這篇論文首次表白，磚可以儲(chǔ)存電能。他指出，在一個(gè)尋求創(chuàng)意的規(guī)模，它提供了發(fā)人深思的對(duì)象。

研究人員首先在一家大型五金店購置一堆65美分的紅磚。在嘗試室里，他們研究了這種質(zhì)料的微觀布局，并用蒸汽填充磚的很多孔隙。接下來，把磚塊放進(jìn)加熱到160攝氏度的烤箱。氧化鐵激發(fā)了一種化學(xué)回響，在磚的空腔上包圍了一層薄薄的PEDOT，一種被稱為聚（3，4-乙基二氧噻吩）的聚合物。

從爐子里冒出來的磚塊帶有一種黑藍(lán)色的色調(diào)，而且可以或許導(dǎo)電。

D’Arcy的團(tuán)隊(duì)隨后將銅導(dǎo)線毗連到兩塊涂有涂層的磚上。為了防備磚塊疊在一起時(shí)短路，研究人員用一層薄薄的聚丙烯塑料薄膜將這些磚塊分隔。以硫酸為基本的溶液作為液體電解液，通過銅導(dǎo)線將磚塊毗連到AAA電池上約莫一分鐘。一旦充電，這些磚塊可覺得白色LED供電11分鐘。

D’Arcy說，假如把這種超等電容器應(yīng)用到50塊磚上，它可覺得3瓦的燈供電約莫50分鐘。這種電流裝置可以在充電10000次后仍能保持原有電容的90%。研究人員正在進(jìn)一步開拓這種聚合物的化學(xué)性質(zhì)，以期到達(dá)10萬次充電。

然而，并非只有圣路易斯的研究人員在尋求利用日常質(zhì)料來制造超等電容器。

在蘇格蘭，格拉斯哥大學(xué)的一個(gè)研究小組已經(jīng)開拓出一種可以操作人體汗液充電的機(jī)動(dòng)裝置。研究人員在一塊聚酯纖維布上涂上一層薄薄的PEDOT， 330UF 25V，接收穿戴者的汗液，發(fā)生電化學(xué)回響并發(fā)電。這個(gè)想法是，這些涂層布可覺得可穿著電子設(shè)備提供動(dòng)力，只需少量的汗水就可以保持運(yùn)轉(zhuǎn)。

印度海得拉巴理工學(xué)院正在摸索將玉米殼用于高壓超等電容器。印度的玉米出產(chǎn)州發(fā)生了大量的谷殼廢物，研究人員稱這些廢物可以轉(zhuǎn)化為活性炭電極。按照《能源雜志》（Journal of Power Sources）最近的一項(xiàng)研究，生物質(zhì)為聚合物和雷同質(zhì)料制成的電極提供了一種潛在的更自制、更簡樸的替代品。

然而，要真正進(jìn)入電池的主導(dǎo)職位，化學(xué)回響會(huì)驅(qū)動(dòng)發(fā)生電壓，超等電容器需要顯著提高其能量密度。D'Arcy說他的充電磚與鋰離子電池對(duì)比“兩個(gè)數(shù)量級(jí)的差距”，就其所能儲(chǔ)存的能量而言。

他說：“這是我們試圖做的另一件事，輔佐聚合物儲(chǔ)存更多的能量。許多集體都在實(shí)驗(yàn)這樣做，”他增補(bǔ)道，“但他們沒有用磚塊來做。”

， 貼片鋁電解