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水泥变能源:全球首创新型自发电与储能混凝土技术问世
 发电 2025-05-12 07:34:30

  中国报告大厅网讯,建筑行业作为碳排放"大户"长期面临高能耗难题,而清洁能源发展又受限于天气依赖性和储能瓶颈。近日,我国科研团队突破性研发出可同时实现发电、储电功能的仿生混凝土材料,为建筑领域低碳转型提供了革命性解决方案。

  一、突破性材料革新:双型热电水泥实现温差发电

  中国报告大厅发布的《2025-2030年全球及中国发电行业市场现状调研及发展前景分析报告》指出,传统建材在使用过程中消耗大量能源,而这项创新技术将普通水泥转化为"能源综合体"。研发团队成功制备N型与P型两种热电水泥基超材料,其性能指标远超同类材料:N型材料塞贝克系数达40.5毫伏/开,较传统材料提升10倍;P型材料功率因数PF值达到传统材料最高值的51倍,ZT值突破42倍。这种新型材料仅需温差环境即可持续发电,在晴天、阴雨等不同天气条件下均能稳定输出电力,有效填补清洁能源供应缺口。

  二、创新储能解决方案:高寿命超电容与建筑同频共振

  针对传统储能系统成本高昂的痛点,研究团队同步开发了自储电水泥基超级电容器。该材料在保持混凝土抗压强度提升60%的同时,将离子导电率提高6个数量级,展现出卓越的电化学性能:经过2万次充放电循环后仍能维持初始容量95%,与建筑结构寿命完全同步。这种兼具高强度、高韧性和快速储能特性的材料,解决了传统能源系统与建筑工程兼容性差的技术难题。

  三、仿生智慧赋能:自然启示下的技术突破路径

  灵感源自植物根茎的微观构造,研究团队采用双向冷冻冰模板法,在水泥基体中构建出类似木质部结构的层状通道。通过向孔隙填充柔性导电材料,成功实现力学性能与离子传输能力的高度统一。这种仿生设计不仅使材料韧性提升近10倍,更创造出独特的能量转换路径,让混凝土同时具备建筑承重和能源管理双重功能。

  这项技术突破标志着建筑材料正式迈入"结构能源一体化"新纪元。当全球建筑能耗占比仍高达45%、碳排放超总量50%的当下,自发电储能混凝土不仅为建筑行业低碳转型提供了关键技术支撑,更通过材料性能革命重构了人类对传统建材的认知边界。随着该技术规模化应用,未来城市将逐步实现"建筑物即能源站"的智能愿景,在助力双碳目标的同时开启绿色建筑新时代。

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