在建筑與能源領(lǐng)域，一項(xiàng)顛覆性技術(shù)正引發(fā)全球關(guān)注。2025年5月，中國(guó)工程院院士繆昌文領(lǐng)銜的東南大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)宣布成功研制全球首款仿生自發(fā)電-儲(chǔ)能混凝土，這項(xiàng)突破性技術(shù)讓傳統(tǒng)水泥同時(shí)具備發(fā)電與儲(chǔ)電雙重功能，或?qū)氐赘淖兘ㄖ鳛?能源黑洞"的歷史角色。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)建筑全生命周期能耗占全國(guó)總能耗的45%，碳排放占比超過50%。與此同時(shí)，可再生能源發(fā)展面臨光伏發(fā)電不穩(wěn)定、化學(xué)儲(chǔ)能成本高昂等瓶頸。繆昌文團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出"水泥基能源材料"概念，通過仿生學(xué)設(shè)計(jì)，研發(fā)出N型與P型熱電水泥兩種核心材料。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，這些材料只需存在5℃以上的溫差即可持續(xù)發(fā)電，單平方米墻體在晝夜溫差條件下日均發(fā)電量可達(dá)0.5千瓦時(shí)，相當(dāng)于為建筑外墻裝上"隱形太陽(yáng)能電池"。

更令人驚嘆的是其力學(xué)性能的突破。傳統(tǒng)熱電材料往往脆性大、強(qiáng)度低，而該團(tuán)隊(duì)開發(fā)的仿生水泥抗壓強(qiáng)度提升60%，韌性增強(qiáng)近10倍，經(jīng)測(cè)試可承受8級(jí)地震的反復(fù)震動(dòng)。這種"越發(fā)電越堅(jiān)固"的特性，使其完美解決了功能材料與結(jié)構(gòu)材料難以兼容的世界性難題。

如果說(shuō)熱電水泥解決了發(fā)電問題，那么團(tuán)隊(duì)同步研發(fā)的自儲(chǔ)電水泥基超級(jí)電容器則創(chuàng)造了儲(chǔ)能奇跡。通過納米級(jí)孔隙調(diào)控和離子通道設(shè)計(jì)，這種特殊水泥的導(dǎo)電率提升百萬(wàn)倍，2萬(wàn)次充放電循環(huán)后仍保持95%以上電容。這意味著，一棟使用該材料的建筑，其墻體本身就能儲(chǔ)存相當(dāng)于200個(gè)家用儲(chǔ)能電池的電量，且使用壽命與建筑主體同步達(dá)到50年以上。

"這就像給建筑注入生命特征，"參與項(xiàng)目的李教授比喻道，"白天吸收陽(yáng)光熱量發(fā)電，夜間釋放儲(chǔ)存電能，整個(gè)建筑變成會(huì)呼吸的能量有機(jī)體。"實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)顯示，20厘米厚的儲(chǔ)能水泥墻板可在-30℃至60℃極端環(huán)境下穩(wěn)定工作，充放電效率達(dá)92%，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)鋰電池的85%。

該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化前景令人振奮。在建筑領(lǐng)域，上海某試點(diǎn)項(xiàng)目顯示，采用自發(fā)電-儲(chǔ)能混凝土的辦公樓宇可實(shí)現(xiàn)40%能源自給，配合光伏系統(tǒng)甚至能達(dá)到零能耗。更巧妙的是，這種材料能利用建筑內(nèi)部電器散熱形成的溫差發(fā)電，將原本浪費(fèi)的熱能轉(zhuǎn)化為可用電力。

交通基建方面，團(tuán)隊(duì)正在測(cè)試將混凝土道面改造成"能源地毯"。京滬高速某服務(wù)區(qū)試驗(yàn)段表明，200平方米的發(fā)電路面日均產(chǎn)能滿足服務(wù)區(qū)30%用電需求，特殊設(shè)計(jì)的耐磨層確保在百萬(wàn)次車輛碾壓后發(fā)電性能不衰減。這項(xiàng)技術(shù)尤其適合高海拔地區(qū)，能有效解決凍土路段冬季融雪供電難題。

對(duì)于偏遠(yuǎn)地區(qū)的電力供應(yīng)，該技術(shù)展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。在西藏?zé)o人區(qū)的環(huán)境監(jiān)測(cè)站，傳統(tǒng)光伏系統(tǒng)冬季故障率達(dá)25%，而采用熱電水泥供電的站點(diǎn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行18個(gè)月。其秘密在于材料本身的熱慣性——水泥基體白天吸收熱量緩慢釋放，維持夜間持續(xù)發(fā)電，完美適應(yīng)極端氣候。

低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域則迎來(lái)革命性突破。深圳某eVTOL（電動(dòng)垂直起降飛行器）測(cè)試基地建造的復(fù)合型跑道，既能承受飛行器起降沖擊，又能在其停泊時(shí)通過接觸式充電樁極速補(bǔ)能。測(cè)試顯示，300米跑道儲(chǔ)能系統(tǒng)可在15分鐘內(nèi)為中型貨運(yùn)無(wú)人機(jī)充滿80%電量，充電效率比無(wú)線充電技術(shù)提高3倍。

目前，該技術(shù)已進(jìn)入中試階段，江蘇、廣東等地規(guī)劃建設(shè)首批示范工程。據(jù)團(tuán)隊(duì)透露，量產(chǎn)后的成本可比傳統(tǒng)水泥增加30%-50%，但全生命周期測(cè)算顯示，建筑能源支出可降低60%以上。國(guó)際能源署專家評(píng)價(jià)稱："這是近十年來(lái)建筑能源領(lǐng)域最具顛覆性的創(chuàng)新，可能提前實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》中建筑減排目標(biāo)。"

不過，大規(guī)模推廣仍面臨標(biāo)準(zhǔn)體系重構(gòu)、施工工藝革新等挑戰(zhàn)。團(tuán)隊(duì)正與行業(yè)協(xié)會(huì)合作編制《建筑-能源一體化技術(shù)規(guī)范》，預(yù)計(jì)2026年完成首版標(biāo)準(zhǔn)制定。值得注意的是，該材料生產(chǎn)采用工業(yè)固廢作為主要原料，每噸產(chǎn)品可消納粉煤灰等廢棄物400公斤，真正實(shí)現(xiàn)"變廢為寶"的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。

從陜北窯洞的被動(dòng)式保溫，到現(xiàn)代建筑的主動(dòng)式供能，水泥這個(gè)人類最古老的建筑材料正被賦予全新使命。正如繆昌文院士所言："當(dāng)每一棟建筑都成為微型電站，當(dāng)每公里道路都變成能源動(dòng)脈，我們構(gòu)建的不僅是低碳城市，更是一個(gè)生生不息的能量生態(tài)系統(tǒng)。"這項(xiàng)中國(guó)原創(chuàng)技術(shù)或許正在書寫人類建筑文明的新篇章——讓沉默的混凝土學(xué)會(huì)"呼吸"與"造血"，在支撐人類活動(dòng)的同時(shí)，也成為可持續(xù)能源網(wǎng)絡(luò)的重要節(jié)點(diǎn)。