此前，我们熟知的可持续能源来源是太阳能电池板，但如果房屋本身的材料就能提供能源呢？麻省理工学院的研究人员发现，超级电容器具有为房屋供电的潜力。该项目负责人弗朗茨-约瑟夫·乌尔姆教授致力于开发可持续且易于获取的能源解决方案。该项目重点关注混凝土和木炭等广泛存在的材料。
在不久的将来，房屋或许会配备一种创新的混凝土柱，这种混凝土柱混合了木炭，能够方便地储存电力，并在需要时释放出来供居民使用。麻省理工学院的研究人员研发出一种超级电容器，它的功能类似于电池，但不会随着使用而衰减。这种超级电容器由常见材料制成，旨在以低成本、高效率的方式储存可再生能源。
混凝土超级电容器的设计者们已经在设想这项技术更加卓越的应用前景。例如，在电动汽车行驶过程中为其充电，以及在恶劣天气事件期间确保不间断供电。
项目负责人、麻省理工学院工程学教授弗朗茨-约瑟夫·乌尔姆表示：“这些是我们目前正在研究的这项技术的前沿领域，现在我们已经展示了它的可扩展性。这两种材料结合起来，有可能为每个人、在任何地方提供一种储能解决方案。”
工进
与电池相反，超级电容器直接将电能存储在电极表面的导电材料（如电解质或盐水）中。
这种导电材料与绝缘材料隔开，阻止了电子的自由流动，就像电路中一样。结果，就会产生电荷积累——类似于摩擦气球时产生的静电。
乌尔姆教授解释说：“这里展现了化学的奇妙之处。当你把亲水的水泥与疏水的炭黑（精制木炭）混合时，炭黑会先结块，然后水会在水化反应中被消耗掉”，从而形成坚固的混凝土。
“由于这种消耗，这些团块会松动，并在整个材料中形成体积线。这种体积线无处不在，因此我们可以将盐溶液中的大量反电荷储存到这种体积线上，”乌尔姆教授进一步补充道。
混凝土的优点
当然，混凝土是多孔的，有孔隙，很容易吸收盐水。据乌尔姆教授介绍，它可以通过穿过它的碳线轻松吸收盐水。圆盘状的电极之间看起来像奥利奥饼干，可以很容易地以堆叠的形式相互连接。
混凝土和木炭是世界各地广泛分布的易得材料。尤其值得一提的是，混凝土非常受欢迎，消耗量巨大，仅次于水。正如乌尔姆教授所强调的，混凝土的粉末状形态进一步增强了其多功能性，使得超级电容器的设计可以根据不同的应用场景进行定制。
乌尔姆教授提到，普通锂电池只能充放电300到500次，而超级电容器可以无限次充放电而不会损失效率。这是因为超级电容器不需要将能量从一种形式转换为另一种形式。
“如果每家每户的地基或墙体系统中都安装了这种超级电容器，并将其连接到能源系统，那我们谈论的就真的是一个智能电网了，因为它让每个人都参与其中。每个人都通过自己的建筑为实现能源转型做出贡献，”乌尔姆教授说道。
其他潜在应用
在发现超级电容器具有为房屋供电的潜力后，乌尔姆和他的团队对他们的具体超级电容器抱有远大的期望，远不止储存家用能源。随着电动汽车的普及，人们对充电基础设施和充电间隔里程有限的担忧也日益凸显。
乌尔姆教授描述了超级电容器的优点，而麻省理工学院的研究人员正致力于开发一种自充电道路，旨在利用电磁感应技术为电动汽车充电，无论是在停车时还是行驶时，就像无需电缆即可为 iPhone 充电一样。
