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既能发电又能储电的水泥问世
时间:2025-05-13    来源:科技日报    分享:
水泥能发电,还能储电?5月9日,中国工程院院士、东南大学教授缪昌文团队发布全球首创的仿生自发电—储能混凝土。

水泥能发电,还能储电?5月9日,中国工程院院士、东南大学教授缪昌文团队发布全球首创的仿生自发电—储能混凝土
该研究中,东南大学团队研发出N型热电水泥和P型热电水泥两种自发电水泥基超材料。“这两款水泥基超材料的原材料以水泥为主,我们用特殊工艺,加入聚乙烯醇等有机物,构筑了类似植物根茎组织的、‘软—硬’交替、有序层状微结构的水泥基复合材料。”团队科研人员、东南大学教授周扬告诉科技日报记者,这种微结构可以将水泥的韧性提升近10倍,同时让水泥基材料中的离子传导过程更加顺畅。
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杭添 摄
周扬介绍,水泥与聚乙烯醇形成的界面,有离子选择性,水泥中的钙离子容易被界面束缚住,而氢氧根离子却可以突破界面快速传递,这就在水泥层的上下表面形成电势差。当水泥表面产生温差时,温差会诱导材料中的离子传输速率产生差异,差异越大、电势差就越大,从而可以发电。
团队还研发出自储电水泥基超级电容器。“这款超级电容器看起来像个三明治结构,‘三明治’两侧的水泥电极可以存储活性物质、吸附离子,中间层的水泥电解质可以传导离子。电解质中的有序层状微观结构,可以快速传递离子、阻隔电子,从而将电子储存在水泥电极中,形成了一个‘储电箱’。周扬介绍,自储电水泥基超级电容器在保持水泥高强度的同时,将离子导电率提升6个数量级,使其具有良好的电化学可逆性与快速的电荷转移能力,2万次充放电循环后,仍然能保持其初始比电容的95%,可与建筑同寿命。

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