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電動車也能邊走邊充電——來看看澳大利亞新研究出的石墨烯導電混凝土

為達到不同承重要求與防火防水功用,混凝土廠商會添加各式材料與利用不同工藝,近日澳大利亞礦商 Talga 利用石墨烯讓混凝土産生新功用,成功研發出高導電混凝土,可望實現未來電動車邊行駛邊充電夢想。

Talga 公司一直在瑞典開發石墨、生産高質量石墨烯,近期該公司更與英國研究開發(R&D)實驗室合作,在混凝土添入石墨烯并制出高導電水泥,其體積電阻系數為 0.05 ohm-cm,英國艾希特大學測試更指出,石墨烯混凝土的強度比一般混凝土高 146%,采用該技術也能進一步減少水泥使用量,預估每噸可減少 446 公斤二氧化碳排放。

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Talga 總經理 Mark Thompson 表示,石墨烯功能就像電磁爐的加熱組件,用在混凝土可增強導電性。石墨烯雖然負載量低,但導電率非常高,可為導電混凝土商業化和永續開發鋪平道路。

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英國曼徹斯特大學的測試數據顯示了Talga混凝土樣品(藍色)與參考砂漿(灰色)相比的電導率,以及Talga材料在大範圍頻率下的穩定性。

Talga 指出,由于維修保養成本低、壽命也長,該技術可當成室内地闆達到供暖效果,直接取代目前的鉛垂式熱水系統。且石墨烯水泥的功用也不僅有供暖,還可以用于抗靜電或屏蔽電磁波,可用在軍事重地或為橋梁、風機等設備提供防雷效果,日常生活也能用在路面融雪。這樣就不需要再使用鹽和除冰化學劑來融雪,這些方法都可能導緻路面腐蝕或污染地下水,也可以省一筆購買化學劑的錢。

傳統的管道式地闆采暖,可以用長壽命的固态導電混凝土代替。導電水泥也可說是讓電動車達成邊跑邊充電夢想的關鍵技術,未來也可望用于電動車充電或是無線充電,Talga 表示,未來将研究導電混凝土在路面充電的潛力,讓駕駛不管在行駛或停車狀态都可利用加熱、傳感與導電混凝土充電。

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石墨烯工藝複雜、成本高,通常需要将石墨層層分離才能得出單層石墨烯,但石墨烯投資報酬率高,應用也相當廣泛,除了可用于信息、能源、航天、運輸、醫療等産業,也同時是備選锂離子電池陽極材料,Talga 先前指出,公司的石墨烯與市面锂離子電池匹配度高,兩相結合後充放電功率與能量皆提高 20%,初始效率更達到 94%。

該公司表示,全球每年約有近 4,500 億美元投入混凝土市場,市場每年差不多有 50 億噸水泥,Talga 認為導電混凝土市場龐大。

目前研究導電混凝土廠商繁多,美國内布拉斯加大學林肯分校(UNL)也曾研發出導電混凝土,将混凝土與鋼屑、碳粒子相結合,擁有足夠導電性融化冰雪,而且還能保證人體不會觸電。該技術也利用磁鐵石代替一般石灰和沙子,可隔絕電磁波和手機的調頻。

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