麻省理工学院研究人员在《美国国家科学院院刊》发表论文，宣布导电碳混凝土材料实现储能容量突破。这种被称为EC³的碳基混凝土材料由水泥、炭黑纳米颗粒与电解质混合构成，可在建筑材料内部形成导电网络，使墙体、道路等结构具备电能存储与释放功能。

研究团队通过优化电解质配方与生产工艺，将EC³碳基混凝土材料的储能密度提升近十倍。2013年需45立方米材料满足家庭日用电需求，现仅需约5立方米。项目负责人Admir Masic表示：“混凝土已是全球使用最广的建筑材料，为何不利用这种规模优势创造附加功能?”

团队采用FIB-SEM断层扫描技术，首次以纳米级精度解析出EC³碳基混凝土内部的分形导电网络结构。这种环绕材料孔隙的网状构造允许电解质渗透并形成电流通路。基于该发现，研究人员测试了多种电解质方案，包括适用于海洋环境的盐水溶液。

第一作者Damian Stefaniuk指出：“多种电解质均适用于EC³体系，这为不同应用场景提供了灵活性。”团队通过将电解质直接掺入拌合水简化工艺，并采用季铵盐-乙腈有机电解质体系，使每立方米材料储电量超过2千瓦时，可满足冰箱全日用电需求。

研究团队受古罗马建筑启发，建造了兼具承重与供电功能的EC³碳基混凝土拱顶结构。该结构在9伏电压下支撑自重与外载，同时点亮LED灯源。Masic补充道：“应力状态下发光强度变化可能反映结构状态，这为建筑健康监测提供了新思路。”

目前该碳基混凝土材料已在日本札幌投入道路融冰应用。研究团队正开发适用于电动汽车充电道路及离网住宅的创新方案，推动建筑材料向多功能化发展。

更多信息： Damian Stefaniuk 等人，《高能量密度碳水泥超级电容器用于建筑储能》，《美国国家科学院院刊》(2025)。期刊信息： 美国国家科学院院刊