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生態(tài)環(huán)境部公開(kāi)征集科技成果轉(zhuǎn)化典型案例 助力綠色發(fā)展
生態(tài)環(huán)境部面向全國(guó)啟動(dòng)2025年生態(tài)環(huán)境科技成果[詳細(xì)]
既能發(fā)電又能儲(chǔ)電 新型水泥改寫(xiě)傳統(tǒng)建材單一屬性
2025年05月12日 13:32:51
來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：4708
最近，東南大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)便發(fā)布了一款既能發(fā)電又能儲(chǔ)電的水泥材料。
水泥作為現(xiàn)代建筑的基礎(chǔ)材料，其核心功能是將砂、石等骨料粘結(jié)成整體，賦予混凝土或砂漿強(qiáng)度和耐久性。根據(jù)成分和用途，水泥除了通用水泥，還可細(xì)分出各類(lèi)特種水泥。但無(wú)論是哪種水泥，他們普遍具備可塑性高、耐久性強(qiáng)的特點(diǎn)。
而隨著技術(shù)進(jìn)步，水泥這種基礎(chǔ)建材也在不斷地朝著綠色、高性能、多功能方向發(fā)展，這也促使了許多創(chuàng)新的水泥材料的出現(xiàn)。例如最近，東南大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)便發(fā)布了一款既能發(fā)電又能儲(chǔ)電的水泥材料。
據(jù)悉該類(lèi)材料以植物根莖為靈感，通過(guò)雙向冷凍冰模板法，復(fù)刻植物維管的微觀形態(tài)，從而讓水泥也具備植物維管組織的層狀木質(zhì)結(jié)構(gòu)那樣，即強(qiáng)韌，又能為離子傳輸提供高速通道，還可以通過(guò)界面選擇性調(diào)控離子通過(guò)的特性，兼顧了建筑材料與能源載體的雙重屬性。
而根據(jù)團(tuán)隊(duì)介紹，材料分為N型熱電水泥和P型熱電水泥兩種。N型熱電水泥塞貝克系數(shù)達(dá)-40.5毫伏/開(kāi)，大約是傳統(tǒng)水泥基熱電材料最高值的10倍；P型熱電水泥功率因數(shù)PF值是傳統(tǒng)水泥基熱電材料最高值的51倍，ZT值為傳統(tǒng)水泥基熱電材料最高值的42倍。并且，自發(fā)電水泥基超材料只要存在溫差就能持續(xù)發(fā)電，同時(shí)相較于傳統(tǒng)材料，抗壓強(qiáng)度提升60%、韌性增強(qiáng)近10倍，是一種力學(xué)性能理想的新型材料。
此外，團(tuán)隊(duì)還基于此研發(fā)出自?xún)?chǔ)電水泥基超級(jí)電容器，能夠在不影響水泥強(qiáng)度的同時(shí)，將離子導(dǎo)電率提升6個(gè)數(shù)量級(jí)，使其具有良好的電化學(xué)可逆性與快速的電荷轉(zhuǎn)移能力。如果將其比喻成“巨大的電池”的話，這塊電池的充放電壽命可以與建筑相當(dāng)(2萬(wàn)次充放電循環(huán)后，仍然能保持初始比電容的95%)。
當(dāng)然這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于人類(lèi)綠色智能生活的發(fā)展也有重要的價(jià)值，一方面，它改變了傳統(tǒng)建材“結(jié)構(gòu)承載—能源消耗”的單一屬性，能夠作為零能耗建筑的重要技術(shù)基礎(chǔ)；另一方面，它的出現(xiàn)讓建筑具備成為城市儲(chǔ)能載體的可能性，能為城市基礎(chǔ)設(shè)施(如道路、橋梁)提供分布式能源，支持物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行，開(kāi)辟了智慧城市的新方向。總的來(lái)說(shuō)，隨著這項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，未來(lái)建筑與能源格局或?qū)⒁虼说玫礁淖儭?/div>
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