SPJ｜Research：结构承载与高效储能一体化的水泥基材料新突破—东南大学周扬教授团队与孙正明、...

主要观点总结

东南大学孙正明教授、周扬副教授和潘龙副教授团队合作，通过冰模板工艺制备了一种具有有序层状微结构的水泥基电解质。这种电解质实现了强度与离子电导率的协同提升，并在组装成超级电容器后展现出理想的储能性能。这项研究为结构储能材料的设计与制备提供了新的途径。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

建筑的全生命周期能耗巨大，现有太阳能光伏等清洁能源技术尚无法实现大规模建筑能量存储，因此有必要开发建筑材料自身的储能功能。水泥作为最广泛的建筑材料，改造成储能材料将具有极高的清洁能源利用潜力。

关键观点2: 研究进展

研究团队通过冰模板工艺制备了具有有序层状微结构的水泥基电解质，该电解质实现了强度和离子电导率的协同提升。将其组装成超级电容器后，获得了理想的储能性能。实验结果表明，水泥基电解质与不同电极材料具有良好的兼容性，并成功制备了全水泥基超级电容器。

关键观点3: 实验数据与成果

在实验中，水泥基电解质成功形成了定向层状结构，并在片层之间填充了PVA水凝胶。这种结构显著改善了水泥基材料的电化学性能，获得了较高的比容量。此外，研究还证明了水泥基体不仅提供了结构支撑，还提高了电解质的稳定性和水凝胶的固有离子传导能力。

关键观点4: 未来展望

该研究成功制备了基于水泥基材料的大尺寸超级电容器，未来可大规模应用于建筑水泥结构中，实现结构承载和高效储能的一体化。这项研究为实现节能和减少碳足迹的创新战略提供了新的可能性。