◎ 科技日报记者 金凤 通讯员 吴涵玉
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。
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。
