美研究人员提升新型混凝土电池性能10倍，或为城市供电带来新思路？

试着去想象，在将来的时候，你脚下所踏的每一条供人行走的道路，你居住的每一座构建起来的房屋建筑，都能够如同那种体积巨大的电池一样，去存储电力能源，这听上去仿佛是科幻类型小说里面所描绘的情节，然而美国麻省理工学院的那些从事科研工作的人员们，正在促使这个梦想，一点一点地转变成实际发生的事情。

储能技术的突破

麻省理工学院有研究团队，在2023年取得成功，将导电碳混凝土的储能性能提升了十倍，这一进步表明，运用这种材料来建造的结构物，能够更高效地储存电能，还能更高效地释放电能，研究人员改进了材料内部的碳网络设计，也优化了电解质分布方式，进而使得单位体积的混凝土可以储存更多能量 。

过去，要实现相同储能水平，所需的材料体积是九倍，现在，只需少量混凝土，就能达成目标，这项突破，不但降低了材料成本，还拓宽了应用场景，科学家们，调整了混合工艺，以及电解质类型，让混凝土在凝固过程中，直接形成导电网络，进而提升了整体性能。

超级电容的原理

这种混凝土是基于超级电容储能的原理来开展工作的，它是借助物理方式去储存电荷的，并非像传统电池那样依靠化学反应，超级电容具备能够快速进行充放电的特性，其寿命长达数十年，并且不依赖稀有金属，研究人员把电解质直接添加到混合用水当中，避免了后期浸泡所带来的繁琐步骤。

能够制造出更厚混凝土板块的这种方法，在保持良好导电性的同时，团队对包括海水等常见液体在内的多种电解质做了测试，发现了几种可行的方案，这种设计使得混凝土在储能之际，还能够作为建筑材料来使用，达成了一材多用的目标。

实际应用场景

在日本，这种材料已被用于加热人行道，以此替代传统的撒盐除冰方式，它能够有效融化积雪，进而提高冬季道路安全性。研究人员进行展望，未来桥梁可以成为城市电网的组成部分，建筑墙体也能够成为城市电网的组成部分，在用电低谷的时候进行储电，在用电高峰的时候进行供电。

这种技术尤为适宜跟太阳能、风能等可再生能源一同配合运用，当阳光充足之际或风力强劲之时，多余的电能能够存储于建筑结构当中，在天气状况不佳的时候，这些被储存的电能便可以发挥作用，这种分布式储能方式对平衡电网负荷有所助力。

材料独特优势

这种混凝土，相较于传统锂电池，其能量密度较低，然而使用寿命或许和建筑物自身一样长，它不含有毒的物质，原材料获取轻松，碳材料来源宽广，制作时只需对常规混凝土工艺予以微小调整，便于大规模生产。

材料有着吸收二氧化碳的潜力，甚至有可能达成自我修复，这些特性致使它不单单是一种储能装置，更是一种环保建材的存在，研究人员将其称作“多功能混凝土” ，因为它同时把能源以及建筑领域的多个难题给解决了 。

技术发展历程

从最初概念验证开始，历经性能提升十倍的历程，研究团队花费两年时间改进技术，他们借助电子显微镜观察材料微观结构，进而优化了碳纤维分布方式，关键突破之处在于理解电解质与碳网络相互作用机制，由此改进了制造工艺。

团队针对水泥，针对碳材料，针对其他添加剂，尝试了不同比例，最终寻获了最佳配方。他们有所发现，在混合阶段，加入电解质，可使导电网络于整个混凝土里更均匀地分布，而这正是提升性能的关键之处。

未来应用前景

科学家们持有这样的观点，这种材料有着在帮助解决可再生能源存储难题方面的可能性。随着性能朝着进一步提升的方向发展，它存在成为城市能源系统重要组成部分的潜在性。研究人员正在进行探索，其探索的内容是如何将其与现有的电网进行对接，并且还在制定相关的安全标准。

这项技术可应用于偏远区域，能为欠缺电网覆盖的社区给予储能解决办法，因原材料成本不高，其在发展中国家也存在应用潜力，团队打算在未来三年开展规模更大的实地测试。

哪种场景会率先应用这种具备储电功能的混凝土呢，您是怎么认为的，欢迎于评论区将您的看法予以分享，要是觉得本文有意思，那就请点赞给予支持并且分享给更多的伙伴吧！