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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:1235

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(jié)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(zhì)結(jié)構(gòu)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(diào)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(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(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(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??偟膩碚f,隨著這項技術的進一步發(fā)展,未來建筑與能源格局或?qū)⒁虼说玫礁淖儭?/div>
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