电池也能DIY：高容量的可充电废金属电池

材料牛注：传统电池的消耗会带来严重的环境污染。然而，DIY废金属电池为我们带来了福音，据说能实现自给自足，究竟是真是假呢，赶紧来看看吧！

从一份古老蓝图和美国数量最多的两种废金属获得灵感，科学家已经开发了一个种电池原型，它用一种可行且廉价的方式来存储可再生能源，能提供一整天的电量。这种钢-铜电池是利用垃圾场的废弃材料制作，并且其储能水平接近汽用酸铅电池，此外测试结果表明它可以反复充电使用数年之久。

虽然现代所用的电池是在19世纪才被发明出来，但有些人认为技术的种子早已发芽。所谓的巴格达电池可以追溯到公元前一世纪，是一整套器物的代表，包括陶土瓮，铜板和铁棒。它们在1930年被发现时，类似葡萄酒或醋一样的酸性介质的痕迹也同时被发现，这些酸性剂可能充当电池的电解质。

巴格达电池实际上是否被用作电池是一个有争议的问题，但不管怎样，它可能的确启发了来自于美国范德比尔特大学的一个研究小组追求同样简单的设计想法。该小组最开始使用的是废铜和钢，它们别是美国数量排名第一和第三的金属废弃物。然后使用普通家用化学品氧化阳极材料，这种处理通常用于给铝提供装饰或保护性的氧化层。研究人员发现在这种情况下，废金属的表面会重新排列形成纳米尺寸的金属氧化物网格，当与水基氢氧化钾电解质反应时，它具有储存和释放能量的能力，并且有不易燃的优点。

通过对这些性能的测试，该团队发现电池显示的电压高达1.8 V，能量密度高达20 Wh/kg，功率密度高达20 kW/kg。它经历了5000个连续充/放周期（相当于日常中13年之久的用电充电循环）之后，还能保持原始容量的90%以上。

然而该团队并没有将此发明商业化，而是坚持了最初的目标——使那些需要廉价的方式来存储能量的普通民众可以用废旧金属DIY。为此，他们正在计划建立一个可用于高效节能的智能房屋的全尺寸原型，以期将来能有一天，他们只需提供明确的成套说明，别人便可依照指令建立同样的智能房屋。

范德比尔特大学的一位机械工程助理教授Cary Pint说：“我们见证了当代社会中一种运动的开始，它产生了一种‘生产者文明’——大规模的产品开发和制造被分散到个人或社区。到目前为止，电池仍然处于这种文明之外，但我相信我们将看到有一天，居民们将脱离电网并生产他们自己的电池。这是几千前面电池技术产生时所就具有的，我想我们终将重新实现。”

原文链接：DIY "junkyard battery" inspired by ancient blueprint stores energy cheaply.

文献链接：From the Junkyard to the Power Grid: Ambient Processing of Scrap Metals into Nanostructured Electrodes for Ultrafast Rechargeable Batteries.

本文由编辑部丁菲菲提供素材，阮英杰翻译，李卓审核，点我加入材料人编辑部。

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