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中国工程院院士缪昌文团队发布全球首创的仿生自发电—储能混凝土,直击建筑行业高能耗痛点,有望重塑未来建筑与能源格局。该技术以水泥为载体开辟全新能源路径,为“双碳”目标提供关键技术支撑。

  水泥能发电,还能储电?5月9日,中国工程院院士、东南大学教授缪昌文团队发布全球首创的仿生自发电—储能混凝土。这一技术直击建筑行业高能耗痛点,以水泥为载体开辟全新能源路径,有望重塑未来建筑与能源格局,引领建筑行业的绿色革命。

  数据表明,当前我国建筑全过程能耗占全国能源消费总量的45%,碳排放量占比更是超过50%。与此同时,光伏发电受天气条件限制,且储能成本居高不下。

  针对此,东南大学团队成功研发出N型热电水泥和P型热电水泥两种自发电水泥基超材料,力求将水泥从“能源消耗大户”转变为“能源综合供应商”。

  “其中,N型热电水泥的塞贝克系数高达-40.5毫伏/开,是传统水泥基热电材料最高值的10倍;P型热电水泥的功率因数PF值是传统材料的51倍,ZT值也达到了传统材料的42倍。”团队科研人员、东南大学教授周扬介绍,这种自发电水泥基超材料只需存在温差便能持续发电,有效填补了清洁能源因天气原因造成的供应缺口。此外,其抗压强度提升60%、韧性增强近10倍,成功破解了传统热电材料力学性能不足的难题。

  团队还创新研发出自储电水泥基超级电容器,在保持水泥高强度的同时,将离子导电率提升6个数量级,具备良好的电化学可逆性与快速的电荷转移能力。经过2万次充放电循环后,仍能保持初始比电容的95%,实现与建筑同寿命。

  “这一创新灵感源自我们对植物根茎的深入观察。自然界中,植物维管组织的层状木质结构不仅强韧,还能为离子传输提供高速通道。我们团队运用双向冷冻冰模板法,复刻植物维管的微观形态,并向层间孔隙填充柔性材料,成功实现水泥基材料高强、高韧、高离子导电率的统一,让水泥同时具备了建筑材料与能源载体的双重属性。”周扬说。

  缪昌文院士表示,水泥混凝土材料正逐步改写传统建材“结构承载—能源消耗”的单一属性,为“双碳”目标的实现提供关键技术支撑,也为人类的绿色智能生活开辟无限可能。

(文章来源:科技日报)

关键词:水泥,自发电水泥,储能混凝土,绿色建材