會發電的混凝土！打造零排放建築 成就全球永續家園

韓國學術單位經研究、發展，開創以水泥作為基底的混和物，此種混和物具有良好的發電、儲電性能，將成為零排放建築的重要推手。

縱觀歷史，早在古羅馬時期，人們就將石灰、火山灰混合，作為建築原料，這也是史上最早出現的水泥。水泥由石灰石、黏土、矽砂、鐵砂等原料混合，再經過研磨、燒成等步驟，使用時與水混合會凝固、硬化，可作為接合介質或鋪面等用途。在建築產業網絡中，水泥被視為網絡的中樞。近期，荷蘭一間刊登全球科學、技術、醫學等資訊的學術出版社 Elsevier ，其發行的期刊《Nano Energy》中，一篇文章內容表示，來自韓國仁川大學（Incheon National University）、慶熙大學（Kyung Hee University）、高麗大學（Korea University）的工程師攜手合作，研發出一種將水泥作為基底的混和物（cement-based composite , CBC），可加入混凝土中，在不影響結構的情況下產生電力。

良好的發電性能
CBC 由碳纖維發展製成，可達到摩擦發電式奈米發電機的效能（triboelectric nanogenerator, TENG），採用 CBC 混凝土的建築結構，能夠產生電力，也能儲存雨水、海浪、風等外部因素產生的力電能。目前全球多數電力由發電廠燃燒化石燃料取得，不具有再生性，進而對環境造成影響，導致氣候變遷；若建築結構採用 CBC ，則能夠使發電廠減少約40%的能量消耗。為了測試 CBC 混凝土的發電性能，研究人員採用 CBC 打造了電容器。

要讓 CBC 混凝土的電性效能達到最理想的狀態，僅需有1%的碳纖維含量。根據目前的測試結果，此材料產生的電力，明顯低於人體對電力的最大容忍度，因此能排除觸電致死的危險性。除了具有發電、儲電的功能，建築體使用此材料，還能搭載感測系統，進行結構健康監測 （Structural health monitoring），在沒有其他電能提供下，預測結構的使用壽命。

此研究目前正朝向淨零排放（net-zero，亦稱碳中和）的目標發展邁進，也希望將來 CBC 混凝土能夠被擴大使用，打造出真正的零排放建築，進而建構人與自然和諧共存的永續家園。

〈Toward smart net zero energy structures: Development of cement-based structural energy material for contact electrification driven energy harvesting and storage〉

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