施工

混凝土，传统上被认为是一种被动材料，正在被重新构想为城市能源系统的智能和主动组成部分。 麻省理工学院的团队开发了ec³，这是一种导电混凝土，每立方米可储存高达2 kWh的电量，其能量密度是以前版本的十倍。 这一进展代表了建筑材料概念的颠覆性飞跃。 组成与功能：每一层的能量 纳米碳、水、水泥和电解质形成一个能够积累和释放电力的内部网络。 ec³通过挤出3D打印系统制造，逐层沉积由沙子、回收玻璃和粉碎砖块组成的复合材料。这种混合物不仅保留了结构强度，而且能够高效储存能量。 仅需5立方米的材料，相当于一个地下室墙壁的体积，就可以为一个中等家庭供电，使这一概念更接近于实际和经济的可行性。 多功能性：生产和管理能量的结构 从被动支撑到能源来源，混凝土成为生态过渡的盟友 研究人员已经建造了功能性原型，如自支撑拱门为LED灯供电，为风扇和控制台供电的模块，甚至在日本札幌的加热人行道，消除了使用盐的需要并减少了融雪的环境影响。 此外，ec³可以适应可获得的电解质，如海水，这使其能够在沿海结构和海上风电场中使用。 结构智能：嵌入混凝土的传感器 ec³可以检测内部应力并预测故障，无需外部设备。 在测试中观察到，连接的灯光强度根据施加的重量而变化，揭示了一个额外的功能：结构自检测。 这种能力使混凝土成为一种被动传感器，能够实时报告其状态。在桥梁、隧道或建筑物中，这将允许预测损坏并提高安全性，而无需外部系统。 走向分布式能源基础设施 ec³可以集成到道路、立面和自给自足的房屋中，减少对集中网络的依赖 下一步是雄心勃勃但可行的：将街道、广场和建筑物转变为能源来源。结合可再生能源，ec³将允许本地储存电力，促进自我消费和能源弹性，特别是在偏远或受灾地区。 在气候紧迫背景下的变革潜力 一种可持续的替代方案，相对于污染电池，并且是更智能城市的工具。 减少基于锂或钴的电池 利用现有基础设施作为能源来源 在脆弱地区实现能源去中心化 在建筑中集成智能功能 不仅仅是一种材料，ec³代表了一种重新思考建筑环境的新方式。我们的基础设施可以积极地生产、储存和管理能源，而不是消耗资源。这是一种技术上可行、环境上必要和社会上变革的演变。

自动化 在使用回收材料进行建筑方面在过去几十年中进展缓慢，但夏洛特标志着一个转折点。 这个由澳大利亚初创公司Crest Robotics与Earthbuilt Technology共同开发的自主机器人，能够在一天内建造面积达200平方米的房屋，使用回收材料和低环境影响的技术。 它的提议不仅限于速度：还旨在将建筑模式转变为更有弹性、公平和生态的模式。 仿生技术和能源效率 夏洛特像蜘蛛一样移动，并通过3D打印逐层建造。 与执行特定任务的其他机器人不同，夏洛特作为一个集成的自主单元运行。其挤出3D打印系统沉积由沙子、回收玻璃和粉碎砖块组成的复合材料，形成坚固耐用的结构。 其仿生设计，具有类似蜘蛛的关节腿，使其能够适应地形而无需额外的机械设备，减少施工现场的物流、能源消耗和二氧化碳排放。 为危机中的世界提供坚固且可负担的住房 夏洛特生成的房屋设计用于抵御极端气候现象，如洪水和火灾，这些现象由于气候变化而越来越频繁。 此外，其使用本地材料的能力可以降低与运输相关的成本和排放，这在农村或受灾地区尤为重要。 根据联合国人居署的数据，超过16亿人生活在不适当的条件下。夏洛特为这一全球危机提供了一个具体且可扩展的解决方案。 从地球到太空：长远的愿景 夏洛特可能在月球或火星上使用现场材料打印结构。 夏洛特的创造者还设想在地球以外的极端环境中使用它。其紧凑和自主的设计使其成为太空任务的理想选择，在那里它可以使用月球风化层打印结构。 NASA和其他机构已经在探索这种可能性，而夏洛特完美契合这一战略。 实际应用和潜在的变革力量 从紧急住房到可持续城市化和循环经济 气候紧急情况：在受飓风、地震或火灾影响的地区快速搭建避难所 可持续城市发展：在快速增长且基础设施不足的地区 减少废物：再利用今天被丢弃在垃圾填埋场的材料 循环经济：整合本地供应链 部门脱碳：根据国际能源署的数据，建筑业占全球35%以上的能源消耗 夏洛特不会完全取代传统方法，但它确实代表了一种可行、快速和清洁的替代方案，以应对21世纪的住房挑战。 在一个需要紧急且可持续解决方案的世界中，这种创新可以带来真正的改变。