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自发电水泥基超材料
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水泥砖变身“充电宝”!东南大学在全球首创仿生自发电-储能混凝土
扬子晚报网· 2025-05-10 01:48
技术突破 - 全球首创仿生自发电-储能混凝土技术,将水泥从"能源消耗者"变为"能源综合体",实现自发电与自储能双重突破 [1] - 自发电水泥基超材料可将热能转化为电能,产生3 1伏电压(4块串联),抗压强度提升60%、韧性增强近10倍 [2] - 自储电水泥基超级电容器离子导电率提升6个数量级,20000次充放电循环后保持初始比电容95%,磷酸镁水泥储能材料离子电导率达101 1mS/cm [3] 行业痛点解决 - 建筑行业碳排放占社会总量50%,能耗占比超45%,该技术填补清洁能源受天气制约的供应缺口 [2] - 储能墙板可存储居民住宅约1天用电量,配套光伏可提升利用率30%以上,降低用电成本超50% [3] - 破解传统热电材料力学性能不足难题,同时满足建筑材料与能源载体双重属性 [2][4] 核心技术原理 - 借鉴植物维管组织层状木质结构,采用双向冷冻冰模板法构建离子传输"高速通道" [4] - 通过垂直冷源形成层状水泥-冰结构,填充柔性材料后复刻植物维管微观形态 [4] - 实现水泥基材料高强、高韧、高离子导电率的统一,力学与电化学性能同步优化 [4] 应用场景 - 可充电道面预计2024年底或2025年初落地,新能源车停车即可充电 [5] - 建筑墙板降低电网依赖,偏远地区无人基站/传感器实现稳定供电 [6] - 低空经济领域用于自供电跑道,支持飞行器起降与续航能量补充 [6] 战略意义 - 推动水泥混凝土从"结构承载-能源消耗"单一属性向绿色低碳、多功能、可持续转型 [6] - 构建"材料-能源-环境"协同发展新范式,助力"双碳"目标关键技术突破 [6]