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既能發(fā)電又能儲電 新型水泥改寫傳統(tǒng)建材單一屬性
2025年05月12日 13:32:51
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點擊量：990
最近，東南大學研究團隊便發(fā)布了一款既能發(fā)電又能儲電的水泥材料。
水泥作為現(xiàn)代建筑的基礎材料，其核心功能是將砂、石等骨料粘結成整體，賦予混凝土或砂漿強度和耐久性。根據(jù)成分和用途，水泥除了通用水泥，還可細分出各類特種水泥。但無論是哪種水泥，他們普遍具備可塑性高、耐久性強的特點。
而隨著技術進步，水泥這種基礎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，東南大學研究團隊便發(fā)布了一款既能發(fā)電又能儲電的水泥材料。
據(jù)悉該類材料以植物根莖為靈感，通過雙向冷凍冰模板法，復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結構那樣，即強韌，又能為離子傳輸提供高速通道，還可以通過界面選擇性調控離子通過的特性，兼顧了建筑材料與能源載體的雙重屬性。
而根據(jù)團隊介紹，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-40.5毫伏/開，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，同時相較于傳統(tǒng)材料，抗壓強度提升60%、韌性增強近10倍，是一種力學性能理想的新型材料。
此外，團隊還基于此研發(fā)出自儲電水泥基超級電容器，能夠在不影響水泥強度的同時，將離子導電率提升6個數(shù)量級，使其具有良好的電化學可逆性與快速的電荷轉移能力。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(2萬次充放電循環(huán)后，仍然能保持初始比電容的95%)。
當然這項技術對于人類綠色智能生活的發(fā)展也有重要的價值，一方面，它改變了傳統(tǒng)建材“結構承載—能源消耗”的單一屬性，能夠作為零能耗建筑的重要技術基礎；另一方面，它的出現(xiàn)讓建筑具備成為城市儲能載體的可能性，能為城市基礎設施(如道路、橋梁)提供分布式能源，支持物聯(lián)網(wǎng)設備運行，開辟了智慧城市的新方向。總的來說，隨著這項技術的進一步發(fā)展，未來建筑與能源格局或將因此得到改變。
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