中國報(bào)告大廳網(wǎng)訊，建筑行業(yè)作為碳排放"大戶"長期面臨高能耗難題，而清潔能源發(fā)展又受限于天氣依賴性和儲(chǔ)能瓶頸。近日，我國科研團(tuán)隊(duì)突破性研發(fā)出可同時(shí)實(shí)現(xiàn)發(fā)電、儲(chǔ)電功能的仿生混凝土材料，為建筑領(lǐng)域低碳轉(zhuǎn)型提供了革命性解決方案。

  一、突破性材料革新：雙型熱電水泥實(shí)現(xiàn)溫差發(fā)電

  中國報(bào)告大廳發(fā)布的《2025-2030年全球及中國發(fā)電行業(yè)市場現(xiàn)狀調(diào)研及發(fā)展前景分析報(bào)告》指出，傳統(tǒng)建材在使用過程中消耗大量能源，而這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)將普通水泥轉(zhuǎn)化為"能源綜合體"。研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功制備N型與P型兩種熱電水泥基超材料，其性能指標(biāo)遠(yuǎn)超同類材料：N型材料塞貝克系數(shù)達(dá)40.5毫伏/開，較傳統(tǒng)材料提升10倍；P型材料功率因數(shù)PF值達(dá)到傳統(tǒng)材料最高值的51倍，ZT值突破42倍。這種新型材料僅需溫差環(huán)境即可持續(xù)發(fā)電，在晴天、陰雨等不同天氣條件下均能穩(wěn)定輸出電力，有效填補(bǔ)清潔能源供應(yīng)缺口。

  二、創(chuàng)新儲(chǔ)能解決方案：高壽命超電容與建筑同頻共振

  針對(duì)傳統(tǒng)儲(chǔ)能系統(tǒng)成本高昂的痛點(diǎn)，研究團(tuán)隊(duì)同步開發(fā)了自儲(chǔ)電水泥基超級(jí)電容器。該材料在保持混凝土抗壓強(qiáng)度提升60%的同時(shí)，將離子導(dǎo)電率提高6個(gè)數(shù)量級(jí)，展現(xiàn)出卓越的電化學(xué)性能：經(jīng)過2萬次充放電循環(huán)后仍能維持初始容量95%，與建筑結(jié)構(gòu)壽命完全同步。這種兼具高強(qiáng)度、高韌性和快速儲(chǔ)能特性的材料，解決了傳統(tǒng)能源系統(tǒng)與建筑工程兼容性差的技術(shù)難題。

  三、仿生智慧賦能：自然啟示下的技術(shù)突破路徑

  靈感源自植物根莖的微觀構(gòu)造，研究團(tuán)隊(duì)采用雙向冷凍冰模板法，在水泥基體中構(gòu)建出類似木質(zhì)部結(jié)構(gòu)的層狀通道。通過向孔隙填充柔性導(dǎo)電材料，成功實(shí)現(xiàn)力學(xué)性能與離子傳輸能力的高度統(tǒng)一。這種仿生設(shè)計(jì)不僅使材料韌性提升近10倍，更創(chuàng)造出獨(dú)特的能量轉(zhuǎn)換路徑，讓混凝土同時(shí)具備建筑承重和能源管理雙重功能。

  這項(xiàng)技術(shù)突破標(biāo)志著建筑材料正式邁入"結(jié)構(gòu)能源一體化"新紀(jì)元。當(dāng)全球建筑能耗占比仍高達(dá)45%、碳排放超總量50%的當(dāng)下，自發(fā)電儲(chǔ)能混凝土不僅為建筑行業(yè)低碳轉(zhuǎn)型提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐，更通過材料性能革命重構(gòu)了人類對(duì)傳統(tǒng)建材的認(rèn)知邊界。隨著該技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用，未來城市將逐步實(shí)現(xiàn)"建筑物即能源站"的智能愿景，在助力雙碳目標(biāo)的同時(shí)開啟綠色建筑新時(shí)代。

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