【炭黑产业网】10 月 9 日消息，麻省理工学院(MIT)近期对外公布一项突破性研究成果 —— 成功研发出新型导电碳混凝土(electron-conducting carbon concrete，简称 EC³)。这种材料具备类似电池的电能存储与释放功能，为建筑领域与能源存储的跨界融合提供了全新可能，相关研究成果已于 2025 年 9 月 29 日发表在《美国国家科学院院刊》(DOI:10.1073/pnas.2511912122)。
据了解，该新型导电碳混凝土的能量密度较 MIT 此前研发的同类材料提升 10 倍，这一关键突破让 “建筑物变储能电池” 从概念走向现实。从成分构成来看，EC³ 由水泥、水、超细炭黑(含纳米级颗粒)及电解质共同组成，这些成分在材料内部构建出导电纳米网络，正是这一网络赋予了材料存储与释放电能的核心能力。这意味着，未来日常生活中常见的墙体、人行道乃至桥梁，都有望在保持建筑功能的同时，额外承担能源存储任务，实现 “一物两用”。
据炭黑产业网了解，实验数据直观展现了 EC³ 的储能效率提升：2023 年一个家庭单日用电量，若依赖早期技术的 EC³ 存储，需约 45 立方米材料;而在采用新的电解质配方后，仅需 5 立方米 EC³ 即可满足需求，该体积相当于一个地下室墙体的常规尺寸，大幅降低了实际应用的空间门槛。同时，科研团队在研究中还发现了 EC³ 导电性能的微观机制 —— 通过 FIB-SEM 层析技术逐层成像观察，超细炭黑会在材料孔隙间形成类似分形的网络结构，这种结构能让电解质充分渗透，进而促进电流高效流动。MIT EC³ Hub 联合主任 Admir Masic 强调，深入理解材料在纳米尺度下的 “自组装” 方式，是赋予其储能新功能的核心关键。
在应用场景与技术优化方面，EC³ 展现出显著的灵活性与适应性。研究人员测试多种电解质后发现，海水也可作为有效电解质使用，这使得 EC³ 在海岸工程、海上风电设施等海洋相关基建中具备潜在应用价值。此外，团队还改进了电解质的加入方式，将其与水直接混合后再进行混凝土浇筑，这种工艺调整能让材料中的电极更厚、储能效率更高。实验数据显示，采用有机电解质的情况下，1 立方米 EC³ 可存储 2 千瓦时以上电量，该电量足以支持一台冰箱连续运行一整天。
为直观展示 EC³ 的实用潜力，科研团队特别建造了一个小型 EC³ 拱门结构。测试结果显示，这个拱门不仅能正常承受重量、发挥建筑结构功能，还能为 LED 灯供电;更值得关注的是，当拱门结构受到压力时，LED 灯会出现闪烁现象，研究人员认为这一特性未来或可用于建筑健康状况的实时监测，进一步拓展材料的应用边界。
事实上，EC³ 并非首次进入实际测试阶段，此前在日本札幌的试验中，它已被用于加热人行道，利用自身导热性融化积雪。而此次 MIT 的最新研究成果，进一步拓展了其在大规模储能领域的应用前景。对于研发初衷，论文第一作者 Damian Stefaniuk 表示，推动可再生能源转型是核心动机之一，“太阳能只能在光照充足时发电，那么在夜晚或阴天如何满足用电需求呢?” 这一问题正是团队探索储能新材料的重要出发点。
MIT EC³ Hub 联合主任 Franz-Josef Ulm 则补充道，解决这一问题的关键在于找到高效的储能与释能方式，“传统电池依赖稀缺或有害材料，而我们相信 EC³ 是一种可行的替代方案”。合著者、康奈尔大学教授 James Weaver 也对该技术的意义给予高度评价，他认为：“通过将现代纳米科学与古老的建筑基石(混凝土)结合，我们正在打开一扇新的大门，让基础设施不仅支撑生活，还能为生活供能。”
