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這一塊塊的水泥，有一天就會是儲存能源的電池！
photo by Adrien Olichon
電池的種類繁多，大小不一用在不同的地方，在生活上接觸最多的有小型電器、遙控器、手錶用的電池，因為經常要更換，當然還有汽車電池。從技術上分，有鋰電池、鋰離子電池、鉛蓄電池、鎳氫電池，各有特性與功用，但看起來都跟金屬有關係。至於水泥，乾了以後不導電，用作電池像有一段距離，但有人確實研發出來水泥電池，也許沒有 AA 那麼小，卻可以做的很大、很大，大到像一棟大樓。
水泥電池是由兩位學者研發的，瑞典查爾姆斯 (Chalmers) 理工大學的唐路平 (Luping Tang) 教授，與 Delta 材料研究公司高級研究員 Emma 張博士，張博士以前與唐教授同事。唐教授專注未來建築材料的研究，而先進的智慧型材料，一般都認為應自備能源，以及有自行檢測的功能，並且能採集再生能源有效儲存。就在這一趨動之下，唐教授與張博士研發了水泥電池，成功的設計出概念雛形。
大家都知道電池的簡單構造，陽極、陰極、電解質。水泥電池的製作原理相同，為了增加導電與韌性，在水泥中加入不同份量的短碳纖維、甲基纖維素、去離子水等原料，攪拌成沙漿之後，分上下兩層各插入金屬塗抹的碳纖維網，用鐵粉塗抹的碳網是為陽極，用鎳粉塗抹的碳網是為陰極，以水泥、細沙、鹼性溶液、樹脂等製成的夾層，作為兩極層中間的電解質隔離器。這樣一個可充電的水泥電池，基本完成。
新電池的能量密度初估為 7Wh/m2 (0.8Wh/liter)，雖然不能與目前商用電池相比，卻比以前純混凝土電池的嘗試多了十倍，且有與混凝土建築結合的優勢。混凝土的建築物體積都很大，結合的電池體積也隨著增大，以量來彌補儲電量的不足。研究人員說這一技術可以先用在偏遠地區的照明與通訊，以及用作混凝土建築的陰極防鏽，如果與再生能源結合，儲存能源，更可用作偵測道路與橋樑的裂痕。
這些僅是初步的應用，研究人員有更遠大的目標，就是研發智慧功能的建築材料，以最普遍的混凝土型態，用來建築高樓，而每一樓層都可以嵌入電極，連接混凝土的智慧功能，整棟大樓就成為一個大電池，一個社區多幾棟電池大樓，就能連接成一個電網，相互支援。這或許是如唐教授對未來的期盼，他說希望建築材料可以成為另一種再生能源。
技術日新月異，兩個月以前介紹了 3D 印刷蓋房子，一棟位於紐約長島三房二衛浴、1400 平方呎（130 平方米）的平房，僅全用了三名工人兩天時間蓋完，售價 30 萬美元，為全美第一棟出售的 3D 印刷住宅。蓋得這麼快，是因為所有的牆是用調配成水泥狀的材料，由 3D 印刷機械依照牆的設計層層噴灑，快乾以後完成，省下來的人工與時間讓價格下降。如果智慧型的混凝土可以用到 3D 印刷建築，一棟住宅蓋好就來電了。
人類從鄉間漸漸遷居城市，預估 2050 年全球會有 68% 的人口聚集在城區，教育、健康、高薪、娛樂、生活品質，都是促使走向城市的動機。人口密集之後，迫於活動面積縮小，而向高空發展，以致高樓林立，但有人想改變這樣的型態，他就是沙烏地阿拉伯儲君 Mohammed bin Salman，提出了一線城 (The Line) 計畫。凡城市莫不由繁華中心向周遭擴散，在概念上為圓形，但誰說城市一定是圓的，不能是長的，長成一條線？
一線城長 100 哩（170 公里），寬約一個小社區，從紅海岸直到東北的山區，可以讓 100 萬人享受寬敞舒適的生活空間，完全使用再生能源。那從城頭到城尾要花少時間？快捷運輸只要 20 分鐘，但這個城不用這個概念，因為任何生活需要，都在步行 5 分鐘之內的獨立生活社區，這個社區稱為模組 (Module)，許多模組散佈在 100 哩線上，模組之間沒有道路，只有花草樹木，沒有汽車。
一線城的設計共分三層，地面一層、地下兩層，地面上僅有分散的社區模組，是生活區，每一社區類似，除了探親訪友沒有必要到別的社區，但如果要去，就下二層樓，這是一個快速的捷運系統。那樓下一層，就是一般城市表面看不見的水、電、通訊、衛生等基礎建設。依照計畫，除了完全使用再生能源之外，也完全運用 AI 技術掌控運作。一線城也是 NEOM 前瞻計畫（包括埃及與約旦）的一部份。
電池、水泥、房子、城市，也許關連沒有那麼緊密，卻從中看到許多人盡心盡力為人類的未來埋頭創新，不免教人讚佩！
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