[发明专利]一种地聚物基超级电容器储电建筑及其制备方法

说明书

本发明公开了一种地聚物基超级电容器储电建筑及其制备方法，储电包括若干个地聚物基超级电容器、支架和混凝土层，所述地聚物基超级电容器通过连接导线形成导电连接并置于支架上，所述混凝土层将地聚物基超级电容器、支架、以及与地聚物基超级电容器连接的部分连接导线封装在内。本发明的储电建筑，具有储电性能，且储电量大，成本低。

技术领域

本发明涉及建筑技术领域，尤其涉及一种地聚物基超级电容器储电建筑及其制备方法。

背景技术

如今，人们对开发高级结构以提高民用基础设施系统(如桥梁，建筑物，道路和能源建筑设施)的安全性和可持续性的兴趣日益浓厚。未来大规模使用的先进结构材料有望提供新的智能功能，例如建筑材料储能蓄电，即利用结构现有的材料，可减少化学电池的污染，增大储存能量。

混凝土是用于民用基础设施系统建设的最广泛使用的材料，它可以满足其机械负载的主要功能，但缺乏未来民用基础设施系统所需的电学功能。目前人们已经开发利用的混凝土电学性能集中于导电混凝土，其基本原理是导电材料部分或全部取代混凝土中的普通骨料，它是具有符合规定的电性能和一定的力学性能的特种混凝土。常规导电混凝土的做法是使用导电添加剂来诱导水泥基材料中的导电性，如碳纤维(CFs)，钢纤维，石墨烯等，这些添加剂本身是电的良导体。导电添加剂在水泥基材料中互相连接形成良导体通路而导电。目前的技术只开发了建筑材料本身的导电性能，而没有开发建筑材料的储电性能。

未来，作为城市中使用量最大的材料，结构材料还将承担其他功能，例如利用混凝土储电来收集和存储来自太阳能和风能可再生能源的电力，以缓解日益紧张的能源供应。土木工程领域需要开发结构材料的储电功能。

目前已经开发利用的混凝土电学性能几乎都没有储电性能，唯一已知利用结构材料储电的是PEDOT涂层的红砖，该方法利用化学沉积法在红砖表面沉积PEDOT导电聚合物涂层并将其制备成超级电容器以实现储电。然而，化学沉积法不易在大面积建筑表面实施，且PEDOT聚合物昂贵，土木工程领域需要技术和经济上都切实可行的储电建筑。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种地聚物基超级电容器储电建筑，具有储电性能。

本发明还要解决的技术问题在于，提供一种地聚物基超级电容器储电建筑，储电量大，成本低。

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种地聚物基超级电容器储电建筑的制备方法，工艺简单，成本低。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种地聚物基超级电容器储电建筑，包括若干个地聚物基超级电容器、支架和混凝土层，所述地聚物基超级电容器通过连接导线形成导电连接并置于支架上，所述混凝土层将地聚物基超级电容器、支架、以及与地聚物基超级电容器连接的部分连接导线封装在内；

所述地聚物基超级电容器包括地聚物基体、金属电极和电容器导线，所述金属电极设于地聚物基体内，所述电容器导线穿过地聚物基体并与金属电极形成导电连接，所述地聚物基体中含有预设数量的自由离子，可定向移动产生电流。

作为上述方案的改进，所述地聚物基体由导电浆料制成，所述导电浆料包括改性粉煤灰、改性碱激发剂和离子增强剂，所述改性粉煤灰由普通粉煤灰、NaOH和NaHCO₃制成，所述改性碱激发剂由硅铁粉和硅酸钾水溶液制成，所述离子增强剂由氯化锂和氟化钠制成。

作为上述方案的改进，所述地聚物基体中设有互相连接贯通的微孔隙，所述微孔隙中存在孔隙水溶液，所述孔隙水溶液中含有预设数量的可自由移动的离子，所述孔隙水溶液为激发改性粉煤灰剩下的硅酸钾溶液成。

作为上述方案的改进，按重量份算，所述导电浆料包括56～64份改性粉煤灰、28～32份硅酸钾水溶液、3～5份硅铁粉、1～3份氯化锂和1～3份氟化钠。

作为上述方案的改进，所述改性粉煤灰的制备方法，包括：