仿生分层热电水泥

塞贝克系数 -40.5 mV/K

模仿植物茎结构，通过界面选择性固定离子放大温差电效应，实现水泥自身发电。

王玉琳 · Zheng, Yangzezhi · Li, Weihuan · Chen, Shengjun · Jiarui, Xing · Xiong, Chenchen · Zhou Y. · 张维 · Hihara, Takehiko · Moloto, Nosipho · 缪昌文

Science Bulletin 2025

具体参数

塞贝克系数

{'zh': '-40.5', 'en': '-40.5'} mV/K

热电优值

{'zh': '6.6e-2', 'en': '6.6e-2'}

技术优势

电压够高了

通过PVA水凝胶层为OH⁻离子提供快速通道，并在界面处选择性固定Ca²⁺离子，放大了离子扩散速率差异，获得−40.5 mV/K的高塞贝克系数。

自带储能潜力

多层结构赋予材料本征储能潜力，可同时作为结构材料和能量存储单元，无需额外集成电池或电容。

应用场景

• 自供电建筑：让建筑自身成为发电体，直接为室内外传感器或照明供电，摆脱布线依赖。
• 废热收集：利用建筑与环境间的微小温差发电，将浪费的热能转化为可用电能。
• 智能建材：作为结构材料兼具发电、储能和传感潜力，推动建材向智能化升级。
• 建筑能耗监测：无需外部电源即可驱动无线传感节点，实时监测建筑能耗与结构健康。