既能發(fā)電又能儲(chǔ)電的水泥問世

水泥能發(fā)電，還能儲(chǔ)電？5月9日，中國工程院院士、東南大學(xué)教授繆昌文團(tuán)隊(duì)發(fā)布全球首創(chuàng)的仿生自發(fā)電—儲(chǔ)能混凝土

該研究中，東南大學(xué)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出N型熱電水泥和P型熱電水泥兩種自發(fā)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(jī)物，構(gòu)筑了類似植物根莖組織的、‘軟—硬’交替、有序?qū)訝钗⒔Y(jié)構(gòu)的水泥基復(fù)合材料。”團(tuán)隊(duì)科研人員、東南大學(xué)教授周揚(yáng)告訴科技日報(bào)記者，這種微結(jié)構(gòu)可以將水泥的韌性提升近10倍，同時(shí)讓水泥基材料中的離子傳導(dǎo)過程更加順暢。

杭添 攝

周揚(yáng)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(dāng)水泥表面產(chǎn)生溫差時(shí)，溫差會(huì)誘導(dǎo)材料中的離子傳輸速率產(chǎn)生差異，差異越大、電勢差就越大，從而可以發(fā)電。

團(tuán)隊(duì)還研發(fā)出自儲(chǔ)電水泥基超級(jí)電容器。“這款超級(jí)電容器看起來像個(gè)三明治結(jié)構(gòu)，‘三明治’兩側(cè)的水泥電極可以存儲(chǔ)活性物質(zhì)、吸附離子，中間層的水泥電解質(zhì)可以傳導(dǎo)離子。電解質(zhì)中的有序?qū)訝钗⒂^結(jié)構(gòu)，可以快速傳遞離子、阻隔電子，從而將電子儲(chǔ)存在水泥電極中，形成了一個(gè)‘儲(chǔ)電箱’。周揚(yáng)介紹，自儲(chǔ)電水泥基超級(jí)電容器在保持水泥高強(qiáng)度的同時(shí)，將離子導(dǎo)電率提升6個(gè)數(shù)量級(jí)，使其具有良好的電化學(xué)可逆性與快速的電荷轉(zhuǎn)移能力，2萬次充放電循環(huán)后，仍然能保持其初始比電容的95%，可與建筑同壽命。

編輯：陳麗媛

審核：徐潔

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