沙子也能做电池
作者: 傅梓耀白居易有诗云:“暖炉生火早,寒镜裹头迟。”在寒风凛冽的冬天,取暖是恒温动物必备的生存技能。史料中记载,早在几千年前,我国北方人民就已经掌握了一种十分有效的取暖方法——火沙坑。在冬天,人们会把沙子炒热并填埋在沙坑中,睡觉时躺在其中,以此达到防寒保暖的目的。
在科技高度发达的现代,火沙坑取暖显然已经不再适用。然而,这种利用沙子比热容小的特点来长时间储存热量的方式。已经引起科研人员的关注。芬兰一家名为“极夜能源”的初创公司开发出了一种“热量储存系统”储存能量的新技术,并利用它建造了世界上第一座“沙子电池”,为附近小镇全年供暖。读到这里也许你会产生疑惑:沙子是绝缘体,怎么可能用来填充电池呢?其实,这里说的沙子电池并不是电源,而是储存热能的容器。那么,神秘的沙子电池究竟是怎样发挥作用的呢?
随着太阳能和风能的广泛应用,光伏发电站及风能发电机正被大力投入使用。但是,芬兰的夏季太阳能和风能充足,一到冬天就会变得匮乏。因此,如何将夏季过剩的能量高效且长时间储存起来成了一个难题。此时,沙子电池就可以大显身手了。
杜甫有诗云:“泥融飞燕子,沙暖睡鸳鸯。”“沙暖”是由于沙子的比热容小,在阳光下能够快速升温,将热量储存在其中。当夏季能源充足时,芬兰的发电站会将剩余的电能通入沙子电池,通过其中安装的电阻元件把电能转换成热能,将沙子加热至500~1 000℃。这样一来,能量就得以储存在沙子中,而不会有显著损失。等到能源短缺的冬天,这些热能就可以通过加热管道中的空气,间接被运往需要供暖的场合,如家庭、工业生产中,保障人们的日常生活和生产需要。沙子电池有着零污染、高安全性的优势,不像锂电池那样存在爆炸的隐患,用完的沙子也可以重新填埋入土。
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