智能水泥砖：建筑材料变身“绿色能源体”-新闻中心-玉田县长旺建材有限公司

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2026/5/19 9:41:35

从“环境负担”到“生态伙伴”

你能想象吗？盖房子用的水泥砖，不仅能自己发电，还能像充电宝一样储存电能，甚至给手机、汽车充电？2025年5月，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，将水泥从“能源消耗者”变成了“能源综合体”。

这项历时4年的研发成果，直击建筑行业核心痛点——我国建筑全过程能耗占全国能源消费总量的45%，碳排放量占全国排放总量超50%。

灵感来自植物根茎

这项突破的核心灵感，源于科学家对植物根茎的深度观察。

自然界中，植物维管组织的层状木质结构不仅强韧，还能为离子传输提供“高速通道”。受此启发，团队创新开发了“双向冷冻冰模板法”——在搅拌混凝土时施加两个垂直冷源，让水形成层状冰晶，冰融化后形成一层水泥一层孔隙的交替结构，再填充柔性导电材料，成功复刻了植物维管的微观形态。

最关键的是，新型混凝土的外壳仍然不带电，人碰到也不会触电。“我们在其内部搭建有序的层状结构，可以实现发电和储能。”周扬教授解释。

两大核心技术模块

1. 自发电水泥：温差就是能源

自发电水泥利用离子热电效应——当材料两侧存在温差时，内部离子从热端向冷端迁移，产生电流。不同于“靠天吃饭”的光伏发电，只要存在温差就能持续发电，可以填补清洁能源受天气制约的供应缺口。

数据有多惊人？上下表面温差1℃就能产生约40.5毫伏电量，比传统水泥基热电材料高出10倍。4块魔方大小的自发电水泥块串联，即可产生3.1伏电压点亮LED灯泡。

更厉害的是，自发电水泥在力学性能上同样表现优异——抗压强度提升60%、韧性增强近10倍，破解了传统热电材料力学性能不足的难题。

2. 自储电水泥：墙体就是“充电宝”

自储电水泥基于超级电容器原理，采用“三明治”结构：两侧水泥电极存储电荷，中间水泥电解质传输离子。一块20厘米见方的水泥块，充满电后就能给手机充电。

关键数据：

若制成储能墙板，可存储居民住宅约一天的用电量，与光伏配套使用能提升光伏利用率30%以上，降低用电成本超过50%。

已经能干什么？

可充电道路：目前团队已与浙江省交通集团技术研究总院达成合作，可充电道面预计2025年底或2026年初落地。未来新能源车停在道面上即可自动充电，再也不用抢充电桩。

零碳建筑：自发电、自储能水泥制成的墙板，可使建筑大幅降低对外部电网的依赖，变身“绿色能量体”。这种材料还可埋在桥梁、隧道里，既可以做传感器进行健康监测，又可以做大型的UPS电源。

偏远地区供电：无人基站、环境监测传感器等设备，将依靠水泥的自发电特性稳定运行，有效解决传统电源供应难题。

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

技术指标速览

未来已来

中国工程院院士、东南大学教授缪昌文表示：“我们要将传统水泥混凝土从‘环境负担’变成生态伙伴，这是一项巨大变革”。

当每一面墙都能发电、每一块砖都会“说话”、每一栋建筑都在学习，我们将迎来真正意义上的智能建筑时代。从“板砖”到“绿色发电厂”，这场静默的革命正在重塑未来城市的模样。