毫不起眼的砖块将成电池？未来建筑将化身为发电厂

砖头对人类来说，或许只有单一的用途，也就是建造房子。如今，美国圣路易斯华盛顿大学的研究团队将打破人们对砖头原有的框架。该研究显示，根据红砖多孔的特性，将孔隙注满微小的导电塑胶纳米纤维以储存电荷，成为「电池」。而未来的建筑屋，很大可能成为真正的发电厂。

锂电池的成本自2010 年以来已暴跌90％，将抽水蓄能电站（Pumped-storage hydroelectricity）设在有山的地方也有一定的好处。但储存大量电能仍是科学家需要探讨的问题，进而促使他们积极寻找替代品。这次由华盛顿大学（圣路易斯）的朱利奥·德阿尔西（Julio D′Arc ）和他的团队研发出的「储电砖」严格来说更加像是超级电容；而非电池。超级电容将电能以「静电荷」的形式储存在固体中，而不是像电池那样透过化学反应储存，其优点是充电和放电速度比电池来得更快。截止目前为止，它们只能储存少量能量，促使全世界的研究人员都在努力提高超级电容的能量密度和电池的充电速度。

研究人员寻找更好的储电方式，是解决气候危机的关键，如此才能储存大量但间歇性的再生能源。该团队利用化学蒸气与砖中的红色氧化铁反应，形成塑胶纳米纤维网，制造出了储电砖的小型原型，其中包括了一种导电良好的特殊塑胶「Pedot」。首先，他们采用了建筑领域经常使用的那种红砖，并用酸性蒸汽将它们加热。这使得砖块中的赤铁矿发生分解。然后，研究人员加入其他化合物，让砖块上布满了细小的导电性良好的PEDOT纤维。经过处理，这些砖块变成了泛着深褐色的蓝色，而不是原有的红色。然后，研究人员用环氧树脂覆盖砖块的表面，使它们变成防水砖。这种表面覆盖了聚合物的砖块可以接通电源以充电。

之后，研究人员对三个大小约为4*3*1厘米的小砖块进行充电。充一次电后，可以为一盏绿色LED照明灯提供大约10分钟的电力。而它们可以重复充电1万次，其存储能力却不会流失超过10%。不仅如此，这项技术会比锂电池便宜得多，如果研究顺利，锂电池将从此消失。之后，将这个性能大的砖块变成建筑材料，且找到廉价制造它们的途径，或许最终能建造可以为电器供电的砖墙。

据报道，第一批电力砖的储能密度仅为锂离子电池1%。透过加入金属氧化物等材料，便能将储存电荷提高10 倍。如果日后这个方法行得通，研究人员的目标是想让储电砖的能量密度逼近锂电池。如果做得到，将带来商业机会。这项研究发表在《自然通讯（Nature Communications）》期刊上。