水泥能發電還能儲電？陸科學家首創仿生自發電儲能混凝土

仿生自發電-儲能混凝土有望重塑多個領域的能源格局。圖爲東南大學科研團隊展示仿生自發電儲能混凝土。（圖／科技日報）

水泥能發電還能儲電？這種聽上去頗具科幻感的畫面，正在大陸東南大學上演。5月9日中國工程院院士、東南大學教授繆昌文團隊發佈全球首創的仿生自發電儲能混凝土。該技術直擊建築行業高能耗痛點，以水泥爲載體開闢全新能源路徑，有望重塑未來建築與能源格局。

據《科技日報》報導，中國大陸建築全過程能耗佔到能源消費總量的45%，碳排放量佔大陸排放總量超過50%。同時，光伏發電受天氣制約、儲能成本高昂。

針對這些問題，東南大學團隊研發出N型熱電水泥和P型熱電水泥兩種自發電水泥基超材料，試圖將水泥從「能源消耗者」變爲「能源綜合體」。團隊科研人員、東南大學教授周揚介紹，自發電水泥基超材料只要存在溫差就能持續發電，這填補了清潔能源受天氣制約的供應缺口。此外，其抗壓強度提升60%、韌性增強近10倍，破解了傳統熱電材料力學性能不足的難題。

此外，團隊還研發出自儲電水泥基超級電容器，在保持水泥高強度的同時，將離子導電率提升6個數量級，2萬次充放電迴圈後，仍然能保持其初始比電容的95%，可與建築同壽命。

大陸東南大學科研團隊在展示仿生自發電─儲能混凝土。（圖／科技日報）

在此基礎上，團隊進一步基於特種磷酸鎂水泥研發儲能材料，離子電導率高達101.1毫西門子/釐米，超越現有商用固態電池材料。若將其製成儲能牆板，可存儲居民住宅約一天的用電量，與光伏配套使用，能提升光伏利用率30%以上，降低用電成本超過50%。

周揚表示，仿生自發電-儲能混凝土有望重塑多個領域的能源格局。在建築領域，自發電、自儲能水泥製成的牆板可使建築大幅降低對外部電網的依賴，變身綠色能量體；交通場景中，混凝土道面可憑藉巨大表面積，成爲可發電儲電的零碳服務區；在偏遠地區，無人基站、環境監測感測器等設備，可依靠水泥的自發電特性穩定運行，解決傳統電源供應難題；低空經濟領域，自供電混凝土跑道既能爲飛行器提供無障礙起降場地，又能在其停留時極速補充續航能量，推動城市空中交通安全高效發展。

繆昌文表示，水泥混凝土材料正不斷改寫傳統建材「結構承載—能源消耗」的單一屬性，成果不僅爲「雙碳」目標提供關鍵技術支撐，也爲人類綠色智慧生活開闢無限可能。