磚頭變超級(jí)電容，美國(guó)圣路易斯華盛頓大學(xué)的科學(xué)家很會(huì)玩。
燒結(jié)磚，以粘土、頁(yè)巖、煤矸石等為原料，經(jīng)成型和高溫焙燒而成，是一種世界通用的“經(jīng)典款”墻體材料，最早可以追溯到5000年前的中國(guó)。
從化學(xué)角度看，這種古老材料很有趣。燒結(jié)磚的主要成分包括氧化硅、氧化鋁和赤鐵礦（α三氧化二鐵），后者賦予其標(biāo)志性的磚紅色。
人類利把赤鐵礦當(dāng)做色素已有73000年歷史，如今，它又成為了一些催化劑、磁鐵和合金的廉價(jià)天然無機(jī)前體。此外，一些儲(chǔ)能材料的成分也從赤鐵礦提取，例如鉀離子電池、鋰離子電池、鋅空氣電池、贗電容所需的多氮化鐵、磷化鐵等。
赤鐵礦如此百搭，美國(guó)圣路易斯華盛頓大學(xué)化學(xué)系的研究人員不禁腦洞打開，自帶8%的氧化鐵，多孔結(jié)構(gòu)，耐熱穩(wěn)定，燒結(jié)磚不正是制作堅(jiān)固電極的現(xiàn)成基底嗎？
根據(jù)該團(tuán)隊(duì)8月11日發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）上的論文，磚頭變電池的關(guān)鍵在于添加一層名為PEDOT的導(dǎo)電聚合物。研究人員利用氧化鐵多孔結(jié)構(gòu)誘發(fā)聚合反應(yīng)，在160攝氏度條件下添加鹽酸蒸氣，使用氣相沉積技術(shù)控制赤鐵礦分解，釋放鐵離子，伴隨氧化自由基聚合，給整塊磚頭附上了一層PEDOT納米纖維“外衣”。
最終制成的磚塊超級(jí)電容器局部電容達(dá)到每平方厘米1.60法拉（F），能量密度達(dá)到每平方厘米222微瓦時(shí)（μWh）。
在概念驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，研究團(tuán)隊(duì)在4.5V電壓下將一個(gè)串聯(lián)磚頭裝置充電15秒，隨后以2.685V電壓放電，將一個(gè)白色LED燈點(diǎn)亮了11分鐘。
此外，磚頭超級(jí)電容器以5分鐘環(huán)氧膠封裝，能夠防水。浸沒水下時(shí)進(jìn)行1000次充放電后，裝置保留90%的電容。
最后，磚頭自帶擴(kuò)展性。根據(jù)作者的計(jì)算，這些“充電磚”砌成的“充電墻”或能儲(chǔ)存大量電能。
