缺稀土，美国竟然盯上了水泥

liukang20242个月前 (04-22)观众吃瓜330

参考消息网9月6日报导据西班牙《机密报》网站日前报导，几十年来，人类一直在地球上寻觅稀土来制作电池，为咱们的可再生电力和电动汽车之梦供给动力。近年来，镧系元素、钇和钪等金属一直是地缘政治活动的真实主角。但最近，一项令人入神的新发现或许彻底改变国际动力格式。这一新发现是一种超级电容器，换句话说，便是一种电池。它由水泥、炭黑和水制成，这三种质料很常见。

最新一期的美国《国家科学院学报》周刊具体介绍了这一远景宽广的设备是怎么作业的。参加这项研讨的研讨人员阿德米尔·马希奇表明：“当你把这些资料以特定方法结合在一起时，你就得到了一种导电纳米复合资料：这便是工作变得真实风趣的时分。”

电容器是十分简略的设备。它们由浸入电解质中的两块导电板组成，中心由薄膜离隔。在电容器上施加电压时，电解质中带正电的离子积累在带负电的板上，带负电的离子则积累在带正电的板上。由于带电离子无法穿越薄膜，被分隔的带电离子会构成电场，导致电容器充电。两块板能够长期积累电荷，然后在需求时快速开释。电容器能够存储的电量取决于导电板的表面积。

美国麻省理工学院开发的上述新式超级电容器的要害不只在于运用的资料，还在于技能：研讨人员将高导电性炭黑混入混凝土混合物(水泥粉末加水)中，然后静置。当水与水泥发生作用时，水在相应结构中自然而然地构成了一个树枝状网络，碳则迁移到这些空间中，在硬化的水泥中构成线状结构。这些线状结构具有相似分形的结构：较大的分支会生出较小的分支，较小的分支则会生出更小的分支，以此类推，终究在体积相对较小的有限空间内构成十分大的表面积。然后，他们将这种资料浸入惯例电解质(例如氯化钾)中，其结果是，由这种资料制成的两块电极在被绝缘层离隔后，构成了一种超级电容器。

马希奇说：“跟着混合物的固化，水泥中的水化反响体系地耗费了水分，而这种水化反响首要影响碳纳米颗粒，由于它们具有疏水性。炭黑则会构成一条导电线。”最重要的是，只需运用在地球上任何地方都能取得的这些廉价资料，就能容易仿制这一进程。

动力贮存问题是可再生动力的丧命缺点。太阳能电池板能在阳光普照时发电，但在人们急需点亮灯泡时却不能发电。因而，人们对电池和大型储能设备情有独钟。麻省理工学院研讨人员提出的这一解决方案并非“万灵药”，但它能够添补居民家庭用电方面的缺口。2022年，居民家庭用电量约占西班牙全国总用电量的25%。跟着越来越多的电动汽车被归入电网，这一数字未来无疑还会增加。

水泥因其生产进程会发生二氧化碳，通常被视为应对气候变化尽力的“敌人”，但它有望在应对气候变化的奋斗中发挥积极作用，或许有助于削减家庭照明和空调体系对化石燃料的需求。

麻省理工学院的研讨人员表明，他们的超级电容器未来能够安装在房子或风力涡轮机的混凝土地基中，以便利储能。（编译/田策）

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