水泥能發電？中國科學家首創

水泥能發電，還能儲電？5月9日，中國工程院院士、東南大學教授繆昌文團隊發布全球首創的仿生自發電一儲能混凝土。

該研究中，團隊研發出N型熱電水泥和P型熱電水泥兩種自發電水泥基超材料。“這兩款水泥基超材料的原材料以水泥為主，我們用特殊工藝，加入聚乙烯醇等有機物，構筑了類似植物根莖組織的、‘軟一硬’交替、有序層狀微結構的水泥基復合材料。”團隊科研人員、教授告訴科技日報記者，這種微結構可以將水泥的韌性提升近10倍，同時讓水泥基材料中的離子傳導過程更加順暢。

介紹，水泥與聚乙烯醇形成的界面，有離子選擇性，水泥中的鈣離子容易被界面束縛住，而氫氧根離子卻可以突破界面快速傳遞，這就在水泥層的上下表面形成電勢差。當水泥表面產生溫差時，溫差會誘導材料中的離子傳輸速率產生差異，差異越大、電勢差就越大，從而可以發電。

團隊還研發出自儲電水泥基超級電容器。“這款超級電容器看起來像個三明治結構，‘三明治’兩側的水泥電極可以存儲活性物質、吸附離子，中間層的水泥電解質可以傳導離子。電解質中的有序層狀微觀結構，可以快速傳遞離子、阻隔電子，從而將電子儲存在水泥電極中，形成了一個‘儲電箱’。”周揚介紹，自儲電水泥基超級電容器在保持水泥高強度的同時，將離子導電率提升6個數量級，使其具有良好的電化學可逆性與快速的電荷轉移能力，2萬次充放電循環后，仍然能保持其初始比電容的 95% ，可與建筑同壽命。

來源：科技日報

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