混凝土能发电！100%的太阳能、风能+储能满足所有的能源需求？

水泥和木炭粉的混合物可以使房屋混凝土地基储存一整天的能量。美国MIT麻省理工学院的研究利用水泥和炭黑制成的硬块浸泡在氯化钾等普通电解质溶液中，电解质中的带电粒子会沉淀在碳线状结构上，从而提供储能潜力。

事实上，这已经不是第一次发现混凝土的储电能力。早在2020年，就读于美国圣路易斯华盛顿大学的中国留学生王泓民就曾将经特殊处理的红砖为发光二极管供电。

王泓民所说的储能砖并非空穴来风，事实上，一块红砖 “配” 上导电聚合物，可储存的电量确实可以让一个发光二极管（LED）亮起来，且可充放电次数高达 10,000 次。此外，在 -20 °C 至 60 °C 的环境下还可以防水。

根据论文的描述，研究人员利用砖的多孔结构，通过使用气相沉积技术为红砖添加一层名为 PEDOT 的导电聚合物，从而把红砖变成一个储能电极。充电后的储能砖可以作为超级电容器像传统电池一样储存电能，并随时为其他装置供电，由储能砖砌成的墙可以储存大量电能。

而麻省理工实验室这次将水泥和木炭粉制作的两块宽1厘米、厚1毫米的两块薄板之间加入一层薄绝缘层，制成超级电容器。连接3个这样的超级电容器产生了相当于一个3伏电池的电量，能够点亮一个小型LED。

试想一下，一个边长3.5米的立方体大小的混凝土块（约12平米）可以储存10千瓦时（10度电）的能量。那么120平的房子可以储存100千瓦时（100度电）。这大约是美国家庭日均用电量的1/3，约是中国和英国家庭日均用电量的1.25倍。

这种"电池混凝土"的材料具有多种优势。首先，它可以直接应用于建筑结构中，无需额外的电池储存设备。其次，由于混凝土本身具有良好的隔热性能，这种材料能够有效地储存和释放电能，从而提高建筑的能源效率。此外，"电池混凝土"还具有较长的使用寿命和较低的维护成本。

在太阳能发电系统中，"电池混凝土"可以储存白天产生的多余电能，并在夜间或阴天释放出来供电使用。此外，它还可以应用于智能建筑系统中，通过储存和释放电能来平衡电网负荷，提高能源利用效率。

在全球化倡导低碳排放的今天，这种相对简单的低成本混凝土储能（超级电容器）技术作为存储和释放电能的手段，可以帮助平衡电网，储存多余的可再生能源，并在高峰需求期间或停电时提供备用电源，使能源网络在可再生能源供应波动的情况下保持稳定，从而促进太阳能、风能和潮汐能等可再生能源的使用。

它还可用于交通基础设施，例如，它可以集成到道路或桥梁上，为电动汽车储存和释放能量。如果建设一条混凝土道路，可以为行驶在这条道路上的电动汽车提供无限充电。这有助于减少对外部充电站的需求，并提供一个更高效、更可持续的交通网络。

此外，储能混凝土还有潜力用于其他应用，如可再生能源项目、智能城市和离网系统。

设想未来的房屋可以在无污染的条件下自动为家庭储放能量，没有电池限制，而且价格低廉，全世界都可以使用。纵然在建筑物或道路的整个生命周期内，用导电盐溶液保持超级电容器湿润将是一项挑战。麻省理工的研究人员依旧对这种相对简单的低成本超级电容器在全世界的应用前景表示乐观。

混凝土发电的现阶段研发及应用

新泽西州韦斯特菲尔德公司利用混凝土发电的原理开发建房时蓄电用的混凝土板。

Battery made of carbon fibers and concrete promises to store energy locally. - ASME

德国联邦经济和技术部利用超高性能混凝土（UHPC）制成的新型（太阳能）热组件TABSOLARR用于加热和/或冷却的热活性建筑系统。

TABSOLAR – Thermally Activated Building Systems of Ultra-High Performance Concrete - Fraunhofer ISE

本文来源：公众号麦克斯韦纳米科技