混凝土变充电宝！东南大学、MIT双突破：房子发电、路面给车充电

你有没有想过，每天走过的路面、住的房子、办公的大楼，除了为我们遮风挡雨，还能自己发电和储电？

这听起来像是科幻小说里的情节，但全球的科学家已经把它变成了现实。

最近，东南大学和麻省理工学院的研究团队分别宣布了他们在发电混凝土领域的突破性进展，这种新型材料有望彻底改变建筑与能源的关系。

混凝土，这种人类使用了数千年的建筑材料，正迎来一场前所未有的变革。

它正在从单纯的“结构材料”转变为既能承重又能发电储能的“多功能材料”。

2025年5月9日，东南大学缪昌文院士、周扬教授团队发布了全球首创的仿生自发电-储能混凝土。

团队成员表示，这项技术“将水泥从‘能源消耗者’变为‘能源综合体’”，实现了自发电与自储能的双重突破。

几乎在同一时间，远在美国的麻省理工学院也传来了好消息。

研究人员将他们开发的导电碳混凝土的能量密度提升了十倍，让建筑变身“电池”的设想向现实迈进了一大步。

你可能好奇，一贯被视为绝缘体的混凝土，怎么突然就能储存电能了？这背后是材料科学的巨大突破。

东南大学团队从大自然中获得了灵感。他们观察到植物根茎的维管组织不仅强韧，还能为离子传输提供“高速通道”。

受此启发，他们运用双向冷冻冰模板法，在混凝土中复刻了类似的微观结构。

团队研发了两种关键材料：自发电水泥基超材料和自储电水泥基超级电容器。

自发电材料厉害在只要存在温差就能持续发电，填补了清洁能源受天气制约的供应缺口。

而自储电水泥基超级电容器在保持水泥高强度的同时，将离子导电率提升了6个数量级，并且经过20000次充放电循环后，仍能保持95%的初始性能，耐久性远超现有电池材料。

MIT则走了略有不同的技术路线。他们将水泥、水、超细碳黑和电解质混合，让材料内部形成导电纳米网络。

这个网络就像在混凝土内部修建了无数条微型公路，让电子可以自由穿梭。

MIT团队通过改进电解质配方，使这种混凝土的能量储存能力大幅提升。

早期版本需要45立方米材料才能满足一个家庭一天的用电需求，而现在仅需5立方米，大约相当于一个地下室墙体的体积。

这些发电混凝土不仅停留在实验室里，它们已经开始走向我们的日常生活。

MIT团队用他们的EC³材料建造了一个小型拱门，它不仅能支撑自身重量，还能同时为LED灯供电。

当拱门受压时，灯光还会出现闪烁，这提示这种材料未来或许可以用于监测建筑的健康状况。

更令人惊喜的是，MIT的这种材料已经应用于日本札幌的人行道，利用其导热性来融化积雪。

研究人员还发现，甚至可以用海水作为电解质，这为沿海地区和海上风电设施的应用提供了可能。

东南大学的仿生自发电-储能混凝土同样有着广阔的应用前景。用这种材料制成的墙板可以让建筑大幅降低对外部电网的依赖，变身“绿色能量体”。

在交通领域，混凝土道面凭借巨大表面积，可以成为可发电储电的“零碳”服务区。未来，新能源汽车甚至可能不需要充电桩，在路面上行驶时就能无线充电。

在偏远地区，这种材料可以用于无人基站、环境监测传感器等设备，解决传统电源供应难题。

在低空经济领域，自供电混凝土跑道既能为飞行器提供起降场地，又能在其停留时快速补充续航能量。

发电混凝土的概念其实并不新鲜，但为什么直到现在才取得重大突破？关键就在于纳米科学的进步。

MIT的研究人员使用了一种称为FIB-SEM层析技术的先进成像方法，可以逐层观察材料的纳米结构。他们发现碳黑在混凝土孔隙间形成了类似分形的网络结构。

“理解这些材料在纳米尺度上的‘自组装’方式，是实现新功能的关键，”MIT EC³ Hub联合主任Admir Masic解释说。

东南大学团队则通过仿生学原理，成功在混凝土中创建了类似于植物维管的结构，为离子传输提供了高效通道。

这种自然启发的设计思路，解决了长期以来困扰科学家的导电性与强度难以兼顾的难题。

这种发电混凝土的广泛应用，可能会彻底改变我们生产和消费能源的方式。

MIT论文的第一作者Damian Stefaniuk表示：“我们最大的动机之一是推动可再生能源转型。太阳能只能在天晴时发电，那夜晚或阴天怎么满足用电需求呢？”

从更广阔的视角看，这种转变意义重大。

混凝土是全球使用最广泛的建筑材料，如果能赋予它发电和储能功能，就意味着我们可以在不额外占用土地的情况下，创建分布式的能源网络。

尽管发电混凝土前景广阔，但从实验室到大规模应用仍面临挑战。材料成本、生产工艺的优化、长期稳定性验证等都是需要解决的问题。

然而，随着技术不断成熟，发电混凝土有望在建筑、交通、新能源等多个领域发挥重要作用。它可能成为推动绿色能源转型的一支奇兵。

想象一下，未来的道路可以为行驶中的电动汽车充电，整个社区可以通过建筑物自身实现能源自给，偏远地区可以依靠自助供电的基础设施改善生活条件。

这不是遥远的梦想，而是正在到来的现实。混凝土，这个曾经冰冷的灰色材料，正悄然变身为绿色能源革命中的关键角色。#头条深一度#

参考资料

1. 北京日报：《东南大学成功研发自发电混凝土》

2. Interesting Engineering：《Concrete battery delivers 10x energy boost, turns buildings into giant power banks》

3. 国际在线：《直擊建築行業高能耗痛點 東南大學研發倣生自發電-儲能混凝土》

4. 虎扑数码：《[流言板]MIT突破性混凝土电池问世：储能密度提升十倍》

5. 中央广电总台国际在线：《直擊建築行業高能耗痛點 東南大學研發倣生自發電-儲能混凝土》

6. Notebookcheck：《Concrete battery achieves tenfold storage capacity: Buildings as energy storage》

7. 国家科技期刊平台：《基于电磁场方法的混凝土性能调控研究进展》

（老A）