華盛頓大學將「紅磚」變成電池,成功點亮 LED 燈!

紅磚儲存電能,點亮 LED 燈。圖片來源:Nature Communications

紅磚是很常見的建材,但你想過它可以當「電池」嗎?華盛頓大學的研究團隊將磚塊變成儲存電能的裝置,成功點亮 LED 燈。研究團隊將論文發表在《Nature Communications》期刊上。

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氧化鐵是紅磚儲電的關鍵

紅磚之所以是紅色,因為內含大量的氧化鐵,而這也是紅磚儲存電能的關鍵。關於儲電紅磚的製造方式,華盛頓大學化學系副教授 Julio M. D’Arcy 撰文表示 ,磚塊內有大量的孔洞,研究團隊先將酸性蒸氣注入孔洞中,讓氧化鐵溶解;接著再注入其他氣體,讓孔洞充滿酸性物質。該酸性物質與鐵反應,最後,孔洞就會留下能夠導電的高分子聚合物:PEDOT(poly (3 4-ethylenedioxythiophene))。

PEDOT 在磚塊的孔洞中產生奈米纖維,Julio M. D’Arcy 比喻,這些奈米纖維就很像黴菌的菌絲,覆蓋、滲入磚塊的孔隙。這些奈米纖維的電阻很低,但表面積比很高,因此是理想的材料。

根據實驗,幾塊內含 PEDOT 的磚塊就能點亮 LED,大約 60 塊磚塊就能點亮緊急照明燈 50 分鐘,而且僅需要 13 分鐘就可充滿電。此外,PEDOT 磚塊的充放電次數可達 1 萬。

紅磚儲電效益高,研究團隊嘗試規模化製程

Julio M. D’Arcy 表示,雖然科學界有人在研究紅磚的其他用途,例如提取氧化鐵作為催化劑,但這是第一個將紅磚做為儲電裝置的實驗。這種磚塊儲存電能的原理與一般的化學能電池不同,它們更像是一種電容。它們能與太陽能板連接,儲存電能,成本效益很高。

關於未來的研究方向,Julio M. D’Arcy 表示,研究團隊正在研究如何提升磚塊儲存的電量,也在嘗試規模化製程,以降低成本與提升生產速度;此外,也希望能讓磚塊不用另外接電線,讓它們能跟樂高一樣自由組合。

或許紅磚儲電設備的能量密度、便攜性比不過現在的鋰電池,但紅磚的成本低廉,也是建築的基本建材,若這個技術成功商用,建築物本身就能變成電池,未來就不需要擔心突然停電了。

參考資料

Nature Communications》、《The Conversation》、《Inverse

(本文提供合作夥伴轉載;首圖來源:Nature Communications

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