厲害了！這種智能水泥能把建筑物轉(zhuǎn)變成巨型電池
英國(guó)蘭卡斯特大學(xué)的研究人員們已經(jīng)研發(fā)出了一種由粉煤灰廢料和堿性溶液構(gòu)成的水泥混合物，這種水泥還具備導(dǎo)電性?，F(xiàn)存的智能水泥通常依賴(lài)于石墨烯和碳納米管，但這種新型水泥與之不同，它不包含任何昂貴的材料而且它的制造成本甚至低于傳統(tǒng)的硅酸鹽水泥。
項(xiàng)目首席負(fù)責(zé)人，蘭卡斯特大學(xué)工程系教授Mohamed Saafi稱(chēng)，這種混合物被稱(chēng)為KGP復(fù)合材料，在這種混合物內(nèi)部，電流通過(guò)晶體結(jié)構(gòu)中的鉀離子進(jìn)行傳遞。他聲稱(chēng)：“為了制造出水泥，你必須將粉煤灰與堿性溶液混合到一起，在這項(xiàng)研究中我們使用的是氫氧化鉀和硅酸鉀溶液。當(dāng)你將它們混合到一起時(shí)，它們就形成了一種水泥材料，其中含有的鉀離子能夠充當(dāng)電解質(zhì)。”
這種混合物最終能夠?qū)崿F(xiàn)每平方米存儲(chǔ)和釋放功率為200-500W。使用KGP材料構(gòu)建外墻和隔墻的房屋能夠在白天借助太陽(yáng)能電池板存儲(chǔ)電量，并且在夜晚釋放出來(lái)。而使用KGP打造的面板也能夠重裝到房屋和其它的建筑物中。一根KGP材料的六米高路燈柱能夠存儲(chǔ)足夠的可再生能源供路燈在夜晚照明，儲(chǔ)存功率約700W。
與此同時(shí)路邊石也能夠?yàn)閭鞲衅魈峁╇娏?，?shí)現(xiàn)交通、排水和污染程度的監(jiān)測(cè)。大量的KGP材料建筑物也能夠用于平衡電網(wǎng)電量，在電量富余的時(shí)候存儲(chǔ)過(guò)剩的可再生能源，并且在用電量需求高的時(shí)候再釋放出去。Saafi稱(chēng)：“我們正嘗試將建筑物和橋梁轉(zhuǎn)變成電池，從而達(dá)到減少成本的目的。目前我們擁有許多可再生能源，但是對(duì)于這些能量我們并沒(méi)有大規(guī)模的存儲(chǔ)系統(tǒng)。”
這種智能水泥混合物也能夠用于感知建筑物中的機(jī)械應(yīng)力。比如說(shuō)裂縫引發(fā)的壓力變化會(huì)改變鉀離子在水泥晶體結(jié)構(gòu)中的移動(dòng)路線，從而導(dǎo)致材料的導(dǎo)電性發(fā)生變化。通過(guò)測(cè)量材料的導(dǎo)電性，建筑穩(wěn)定性的變化就能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)的自動(dòng)測(cè)量，而且不需要再安裝額外的傳感器。
研究人員們現(xiàn)在正進(jìn)一步的研究來(lái)優(yōu)化KGP混合物的性能，而且也在調(diào)查使用3D打印技術(shù)將這種智能水泥打造成不同形狀的可能性。這項(xiàng)研究一直得到歐盟委員會(huì)地平線2020項(xiàng)目的資金支持，這也是博洛尼亞大學(xué)所進(jìn)行的SAFERUP（可持續(xù)、易利用、安全、有彈性和智能城市道路的縮寫(xiě)）項(xiàng)目的一部分。
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