白居易有詩云:“暖爐生火早,寒鏡裹頭遲?!痹诤L凜冽的冬天,取暖是恒溫動物必備的生存技能。史料中記載,早在幾千年前,我國北方人民就已經(jīng)掌握了一種十分有效的取暖方法——火沙坑。在冬天,人們會把沙子炒熱并填埋在沙坑中,睡覺時躺在其中,以此達到防寒保暖的目的。
在科技高度發(fā)達的現(xiàn)代,火沙坑取暖顯然已經(jīng)不再適用。然而,這種利用沙子比熱容小的特點來長時間儲存熱量的方式。已經(jīng)引起科研人員的關(guān)注。芬蘭一家名為“極夜能源”的初創(chuàng)公司開發(fā)出了一種“熱量儲存系統(tǒng)”儲存能量的新技術(shù),并利用它建造了世界上第一座“沙子電池”,為附近小鎮(zhèn)全年供暖。讀到這里也許你會產(chǎn)生疑惑:沙子是絕緣體,怎么可能用來填充電池呢?其實,這里說的沙子電池并不是電源,而是儲存熱能的容器。那么,神秘的沙子電池究竟是怎樣發(fā)揮作用的呢?
隨著太陽能和風能的廣泛應用,光伏發(fā)電站及風能發(fā)電機正被大力投入使用。但是,芬蘭的夏季太陽能和風能充足,一到冬天就會變得匱乏。因此,如何將夏季過剩的能量高效且長時間儲存起來成了一個難題。此時,沙子電池就可以大顯身手了。
杜甫有詩云:“泥融飛燕子,沙暖睡鴛鴦?!薄吧撑笔怯捎谏匙拥谋葻崛菪。陉柟庀履軌蚩焖偕郎?,將熱量儲存在其中。當夏季能源充足時,芬蘭的發(fā)電站會將剩余的電能通入沙子電池,通過其中安裝的電阻元件把電能轉(zhuǎn)換成熱能,將沙子加熱至500~1 000℃。這樣一來,能量就得以儲存在沙子中,而不會有顯著損失。等到能源短缺的冬天,這些熱能就可以通過加熱管道中的空氣,間接被運往需要供暖的場合,如家庭、工業(yè)生產(chǎn)中,保障人們的日常生活和生產(chǎn)需要。沙子電池有著零污染、高安全性的優(yōu)勢,不像鋰電池那樣存在爆炸的隱患,用完的沙子也可以重新填埋入土。