不可思議的傳統材料 匪夷所思的超級電容
(資料圖片僅供參考)
材料是人類賴以生存和發展的物質基礎,是人類文明的基石,材料學的發展一定程度上反映著人類物質文明的發展狀況。因此一直以來材料都與國民經濟、國民生活、社會發展、國防建設聯系在一起。而在歷史的長河中,越來越多的材料因為其本身優秀的理化性質被長期使用,逐漸成為了大家印象中可靠的“傳統材料”。
某種程度上來說,傳統材料在我們的身邊無處不在,支撐著社會的基本運作,維系著商品市場的穩定。但與此同時,時代發展帶來的需求提升,也一定程度上刺激了材料需求的改變,因此,新材料也隨著時代的發展不斷出現。從概念上來說,新材料是一種相對概念,相較于傳統材料它們處于研發階段或者剛剛完成研發,在成熟性上不如傳統材料,但是體現出的性能更加優異。
但實際上,從實用角度以及技術發展的角度來說,新材料和傳統材料的優劣都不是絕對的,一方面隨著技術的成熟,產品的普及,新材料也會在某一個節點成為傳統材料;另一方面,傳統材料在研發過程中也可能催生出性能優異的新產品。例如最近,美國麻省理工學院就用兩種歷史悠久的傳統材料,創造出了一種超級電容。
據悉,麻省理工的研究團隊發現,以特定的方式,將水泥和炭黑兩種傳統材料結合,可以構成一種新的、低成本的導電納米復合材料。并且這一成果有望運用到太陽能、風能和潮汐能等可再生能源領域,讓能源網絡在可再生能源供應波動的情況下保持穩定。
據了解,這種新型的導電納米復合材料,其生產的關鍵在于特殊的水泥基材料。了解電容工作原理的人應該清楚,電容器可儲存的電量取決于其導電板的總表面積,而通過水將水泥和高導電性的炭黑組合后,可以形成一種內表面積高,且內部存在致密、相互連接的導電材料網絡的混凝土,這種混凝土固化后,就能作為優秀的電容器使用。
根據相關研究團隊提供的數據來看,一塊45立方米大小的納米炭黑摻雜混凝土塊將有足夠的容量儲存約10千瓦時的能量,這些能量足夠支撐一個家庭一天的用電量,并且這種電容的充放電速度也比電池快。不僅如此,理論上來說,如果用這種混凝土來鋪設道路,那么只要優化電動汽車的結構,就能夠實現電動汽車行駛時為其提供非接觸式充電。事實上,混凝土作為常用的建筑材料,可以應用的范圍更加廣泛,類似的思路自然也更多。
當然目前這項技術還存在許多的問題需要優化,并且這種電容本身也顯得匪夷所思了,但是從能源發展的角度來說,這未嘗不是一種全新的發展思路,值得我們去期待其未來的表現。
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