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房子为自己供电:麻省理工学院的新型混凝土电池可将功率提高 10 倍

运行中的麻省理工学院混凝土电池(图片来源:麻省理工学院 EC³ Hub;经编辑)
运行中的麻省理工学院混凝土电池(图片来源:麻省理工学院 EC³ Hub;经编辑)
麻省理工学院的研究人员从 2023 年起对碳水泥超级电容器进行了优化,将其容量提高了 10 倍。这使得利用建筑物地基为其所支撑的房屋供电的愿景离现实更近了一步。
Concept / Prototype Science Renewable

麻省理工学院的一个研究小组宣布,他们的ec3(电子导电碳混凝土)性能有了重大飞跃,这是一种可以存储和释放电能的材料。在发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS)的一篇新论文中,该研究小组报告称,其能量容量提高了十倍。这一突破可以使建筑物和桥梁等普通基础设施像电池一样发挥作用。

改进是巨大的。以前,一个普通家庭需要 45 立方米的ec3才能提供一天的电力,而现在只需要 5 立方米(相当于普通地下室墙壁的体积)。

这一突破源于对这种材料内部结构和化学性质的深入了解。研究小组首次使用高分辨率三维成像技术对材料的内部结构进行了可视化。从这一过程中获得的新见解使他们能够利用性能更好的有机电解质和简化生产的 "电解质浇注 "制造方法对系统进行优化。他们还实施了多电池堆叠策略,创造出了一个 12 伏的原型,克服了以往设计的低电压限制。

最让我们兴奋的是,我们采用了一种像混凝土一样古老的材料,并证明它可以做一些全新的事情......我们正在打开一扇通往基础设施的大门,它不仅支持我们的生活,还为我们的生活提供动力。- 詹姆斯-韦弗(James Weaver),该论文的共同作者。

科学家们发现,海水可以用作一种可行的电解质,显示出在近海结构中的潜在应用。他们还利用这种材料制成的 9 伏拱门为 LED 供电,当拱门受到物理压力时,LED 就会闪烁,从而证明海水可用于结构健康监测。

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Chibuike Okpara, 2025-10- 5 (Update: 2025-10- 5)