說起板磚，你想到什么？搬磚、拍人？除建筑材料或“武器”的應(yīng)用外，8月11日，一篇發(fā)表于《自然·通訊》的研究論文展示了板磚的一種新用途——電能儲(chǔ)存。
美國(guó)路易斯華盛頓大學(xué)（Washington University in St. Louis）Julio M. D’Arcy教授課題組將導(dǎo)電高分子聚(3,4-乙烯二氧噻吩)（PEDOT）與普通紅磚結(jié)合，研發(fā)出了一種可存儲(chǔ)電能的超級(jí)電容器電極。制備時(shí)，將紅磚置于鹽酸和EDOT單體氣氛中。鹽酸溶解紅磚中三氧化二鐵（使紅磚顯紅色的主要物質(zhì)）生成Fe3+（圖1a）。這些Fe3+會(huì)氧化EDOT并誘導(dǎo)其聚合生成PEDOT（圖1c）?？刂品磻?yīng)時(shí)長(zhǎng)可調(diào)控PEDOT在紅磚中的生長(zhǎng)量和生長(zhǎng)深度（圖1b）。生長(zhǎng)PEDOT后，磚的顏色由紅變黑。
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【儲(chǔ)電性能】
掃描電子顯微鏡圖像顯示合成的PEDOT具有納米纖維形貌（圖2a）。每根纖維約30微米長(zhǎng)，200納米寬。將兩塊PEDOT/紅磚浸入1 M H2SO4水性電解液或含有H2SO4的聚乙烯醇的凝膠電解液可制成存儲(chǔ)電能的超級(jí)電容器（圖2b）。一塊體積為0.32 cm3的磚塊超級(jí)電容器可充電至1.0 V，在0.5 mA/cm2電流密度下體積比電容和面積比電容分別達(dá)到1.38 F/cm3和0.87 F/cm2。此外，通過在超級(jí)電容器外部涂布環(huán)氧樹脂防水，器件顯示出優(yōu)異的穩(wěn)定性：連續(xù)充放電10000次后儲(chǔ)能能力仍可維持在90%以上。此外，將三塊PEDOT/紅磚超級(jí)電容器串聯(lián)可輸出3.0 V電壓。該串聯(lián)超級(jí)電容器組滿充后可點(diǎn)亮一盞綠光LED燈近十分鐘（圖2c）。
【未來(lái)展望】
考慮到紅磚是一種常用的建筑材料，作者們認(rèn)為所報(bào)道的PEDOT/紅磚超級(jí)電容器有望作為靜態(tài)電能存儲(chǔ)單元并與房屋整合。例如，一面墻的某塊區(qū)域可作為充電模塊，直接為接入其中的手機(jī)、電腦等電子品供電。但是，因作者們尚未測(cè)試酸處理后紅磚的力學(xué)性能，紅磚超級(jí)電容器能否“獨(dú)當(dāng)一面”成為墻體需要嚴(yán)格評(píng)估其安全性。
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