5月9日,东南大学缪昌文院士、周扬教授团队最新科研成果——仿生自发电-储能混凝土正式亮相发布。这项创新技术直击建筑行业高能耗痛点,以水泥为载体开辟全新能源路径。
东南大学团队依托重大基础设施工程材料全国重点实验室,在国家自然科学基金首批原创-探索项目的资助下,研发了仿生自发电-储能混凝土,该成果涵盖自发电水泥基超材料、自储电水泥基超级电容器两大技术模块,将水泥从“能源消耗者”变为“能源综合体”,实现自发电与自储能的双重突破。
摄影:杭添
据介绍,团队这两项创新成果的核心灵感源于对植物根茎的深度观察。自然界中,植物维管组织的层状木质结构不仅强韧,还能为离子传输提供“高速通道”,并通过界面选择性调控离子通过。受此启发,团队运用双向冷冻冰模板法,复刻植物维管的微观形态,并向层间孔隙填充柔性材料,实现水泥基材料高强、高韧、高离子导电率的统一,让水泥兼具建筑材料与能源载体的双重属性。
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该团队介绍,仿生自发电-储能混凝土应用前景广阔,有望重塑多个领域的能源格局。在建筑领域,自发电、自储能水泥制成的墙板可使建筑大幅降低对外部电网的依赖,变身“绿色能量体”;交通场景中,混凝土道面凭借巨大表面积,成为可发电储电的“零碳”服务区,未来新能源车无需充电桩,在路面行驶即可无线充电;在偏远地区,无人基站、环境监测传感器等设备,将依靠水泥的自发电特性稳定运行,有效解决传统电源供应难题;低空经济领域,自供电混凝土跑道既能为飞行器提供无障碍起降场地,又能在其停留时极速补充续航能量,推动城市空中交通安全高效发展。
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缪昌文院士表示,在全球朝着碳达峰、碳中和目标迈进的当下,水泥混凝土材料正不断改写传统建材“结构承载-能源消耗”的单一属性,朝着绿色低碳、多功能、可持续的方向发展,构建“材料-能源-环境”协同发展的新范式。(吴涵玉)