Учёные Харбинского политехнического университета в сотрудничестве с Китайской академией наук превратили обычный строительный материал в источник энергии. Они создали цементную плиту через 3D-печать и встроили в неё суперконденсатор, который может заряжаться и разряжаться под действием механической нагрузки здания. Прототип состоит из трёх последовательно соединённых блоков, и вместе эти элементы дают напряжение, достаточное для горения цепочки светодиодов — при этом плиту продолжают нести её несущие функции.

Ключ к такому решению — геометрия электродов и состав чернил для печати. В цементе они применили смесь из углеродной сажи и углеродных нанотрубок, получив проводящую пасту, которую напечатали на плиту в виде двух гребёнок, вложенных друг в друга без контакта. Электроды расположены бок о бок, а разделяет их тот же цемент. По мере застывания формируется сеть микропор, по которые ионы перемещаются между электродами; такая архитектура сокращает путь зарядов по сравнению с традиционными многослойными конструкциями.

Замеры показали ёмкость около 162,14 миллифарад на квадратный сантиметр и плотность энергии примерно 22,52 микроватт-часа на квадратный сантиметр. Суперконденсатор достиг и значимого механического показателя: бетон выдерживал сжатие на уровне 23 мегапаскалей, сопоставимом с химически прочной конструкцией для плит перекрытий и лестничных маршей. Эти результаты — лабораторные и не конкурируют с литий-ионными батареями, но подчёркивают возможность совмещения несущей функции и накопления энергии.

Идея энергосборного бетона не нова: в 2023 году MIT продемонстрировала углерод-цементный суперконденсатор из цемента, воды и сажи, а к 2025 году та же команда улучшила плотность энергии и собрала модуль ёмкостью около 50 Фарад, который смог питать кулер компьютера и портативную игровую консоль. Другие группы экспериментировали с 3D-печатью и электролитами на основе полимеров. Новизна работы авторов — сочетание печати углерод-цементных электродов с вложенной взаимной геометрией в единой цементной структуре, что помогает снизить риск отслаивания.

Однако переход от тестовой плитки к фундаментам остается сложной задачей: масштабирование требует учёта проводки, долговечности, защиты от влаги и экономической целесообразности. Также упоминается, что при температуре минус 18 градусов Цельсия суперконденсатор резко терял эффективность — в порах замерзала вода и блокировала движение ионов. При этом фундаментальное преимущество — долговечность и способность выдерживать сотни тысяч циклов заряд-разряд.