科学家将普通红砖变成储电超级电容器

2020-08-12 03:16:31

根据一项新的研究,砖几乎是建筑材料所能得到的最基本的东西,但这些简单的积木具有隐藏的力量,可以用来提供电力。

科学家们改造了一块普通的红砖--你可以在当地的五金店以不到一美元的价格找到这种砖--这样它就可以为绿色LED灯供电。这一“智能砖”的概念验证表明,可以追溯到几千年前的砖技术可以进行调整,以具有未来的应用,包括导电性和传感能力。研究结果于周二发表在“自然通讯”(Nature Communications)上。

该研究的合著者、圣路易斯华盛顿大学化学助理教授胡里奥·D&阿西在一次电话中说:“我们已经创造了一种新的砖块,可以整合到你的房子里,具有储存电能的功能。”这项研究的合著者胡里奥·D&阿西是圣路易斯华盛顿大学的化学助理教授。

他补充说:“我们认为传感应用对这些砖块来说是一个容易摘到的果实。”

多年来,达西和他的同事们一直在试验铁锈,这是一种无处不在的微红色薄膜,在任何含有铁的结构上都会形成。生锈通常被视为一种腐蚀性的麻烦,但达西的研究小组已经证明,生锈的氧化铁在材料科学中具有有用的特性。

达西解释说:“我们发现,如果你真的用化学方法处理铁锈,它实际上会变成反应性的。”“因此,我们通常认为是废物的东西原来是一种有用的化学物质,可以用来生产可以用来储存能量的材料。”

红砖中的色素部分来自生锈,这激发了研究人员更仔细地研究砖的结构属性,看看它们是否可以转化为一种名为超级电容器的储能装置。

砖块错综复杂的多孔内部被证明是引入复杂聚合物涂层的理想空间,这种涂层与铁锈反应,增加了砖块的表面积和导电性。

作为这些修改的结果,该团队能够设计出一种原型智能砖,它储存了足够的能量来为绿灯供电。该研究小组目前正在其发现的基础上,通过制造使用各种金属氧化物和聚合物涂层的特种砖来进行研究。

除了修补电导率和存储容量外,研究人员还希望证明空气传感器或水净化系统可以集成到砖块中。

“当水从你的屋顶流下来,穿过砖头时,如果水下来时得到净化,你最终把它收集起来怎么办?”达西推测说。“我们总是想着在过滤器上净化水。但是如果房子是一个过滤器呢?“。

然而,在短期内,达西和他的同事们正专注于提高这些砖的效率,以便它们可以作为普通家庭的后备电源,比如应急照明系统。

“如果我们能增加一块砖中可以储存的能量,”达西说,“我们就可以扩大规模,使用更少的砖。”

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