如何將普通磚頭變成「充電寶」？新研究開拓一種儲能電容器新方向

一個研究小組通過對普通的紅磚塊進行塗層改性，以此實現儲存電能。但是，它真的實用嗎?

通常，當你聽到&34;這個名詞時，你可能會想這是指像筆記本電腦的電源適配器大小的充電寶。但是，這個名詞恰巧是表示其字面意思——一塊能儲存電能的真正磚頭。

新研究成果——將普通的磚塊變成&34;

聖路易斯華盛頓大學的王泓民教授領導的一個研究小組，開始著手製作一種真正的可以存儲電力的&34;。更具體地說——他們想看看能否利用蒸汽塗層技術將普通的紅磚塊變成一塊超級電容器。事實上，這並不像聽起來那麼不可思議。因為作為常規建築材料的磚塊，主要由二氧化矽（SiO2）、氧化鋁（Al2O3）和赤鐵礦（α-Fe2O3）的熔融顆粒組成。其中紅磚塊的紅色意味著其含有一種鐵礦物質，而鐵元素是一些電池化學成分的常見成分。例如，FeNx、FeP和Li5FeO4通過陰離子或陽離子交換合成，常被用於鉀離子電池、鋅空氣電池、電容器和鋰離子電池；赤鐵礦的電化學轉化導致FeOOH超級電容器陽極氧化。另外，磚塊通常也是成多孔狀的，這意味著有大量的表面積薄塗層可以與鐵相互作用。·

工藝製備過程

該製備工藝過程——是在一個封閉的環境中，將磚塊與鹽酸和一種有機化合物一起加熱，這種有機化合物全名為3,4-乙烯二氧噻吩（簡稱為 &34;），是一種常見的導電聚合物單體。這兩種液體物質通過蒸發並凝結在磚塊內部捲曲的孔隙表面中。其中，鹽酸溶解了部分鐵礦物，釋放出鐵離子，其幫助有機分子連接起來形成覆蓋在表面的鏈式聚合物（逐漸形成3，4-亞乙基二氧噻吩，簡稱&34;）。這種聚合物製造出一種微觀的、相互糾纏在一起的纖維，並在磚的每一面都形成一個連續的導電層。(從圖中可以看出，鍍膜後的磚塊明顯變黑)。

由該磚塊所堆砌的牆——可成為一面&34;

研究小組測試了兩種配置磚塊的性能，其中一種是在磚塊和砂漿之間夾一層堅固的凝膠電解質（相當於一種可導電的磚塊粘合劑）。在另一組測試中，用環氧樹脂覆蓋使其達到防水功能（哪怕&34;，也能正常工作），同時也能防止電解液乾涸。隨後，該團隊將三塊大小一致的磚塊串聯起來進行測試。由測試結果所顯示，將許多串聯和並聯的磚塊組合是完全可行的。在15秒內完全充滿電後，該組合裝置能為一個LED供電約11分鐘，然後電壓從最初的2.7伏降至LED所需的2.5伏以下。

從結果來看，其儲電能力並沒有比想像中的多

從這樣的電能數據來看，即使是由全尺寸的磚頭組成的，其總能量儲存也……不算太大。據估計，一堵由這些磚頭組成的牆，每平方米的牆面面積可以儲存大約1.6瓦時的電量。直觀的來講，這意味著一堵約625平方米的牆面才能儲存大約1度的電力。因此，研究人員並沒有將其所研究的成果，宣傳為 &34;如此誇張。

那麼，&34;的未來將何去何從？

他們在論文中寫道：&39;非常便宜&34; 這些供電牆可能不會很快挑戰特斯拉的Powerwall(一款可儲存電力的電池牆，其可在不到一平方米的牆壁上達到13.5千瓦時)。但是，這是一個極具創造性和潛力的概念——超級電容磚絕對不會只停留在目前牆上一塊僅能提供幾十分鐘LED燈的&34;。

撰寫：GolevkaTech

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