混凝土長久以來一直是城市建設的基石，但研究人員現在也將其視為未來的能源來源。最近，麻省理工學院的科學家們發現了一種新型的電子導電碳混凝土，稱為 ec3，這種材料不僅可以儲存電力，還能釋放電力。這項突破顯示，日常的牆壁、人行道甚至橋樑都可以作為大型電池使用。該材料由水泥、水、超細碳黑和電解質組合而成，內部形成了一個導電的納米網絡，可以儲存能量。
根據麻省理工學院的最新研究，ec3 的能量密度已經提高了十倍。2023 年，滿足一個家庭每日的電力需求需要 45 立方米的 ec3，而使用新型電解質混合物後，所需的數量降至約 5 立方米，這大致相當於一面地下室牆的大小。麻省理工學院 EC³ Hub 的聯合主任 Admir Masic 表示：「混凝土可持續發展的關鍵在於開發‘多功能混凝土’。混凝土已經是世界上使用最廣泛的建材，那麼為什麼不利用這一規模來創造其他好處呢？」
研究小組使用 FIB-SEM 斷層成像技術逐層成像該材料，發現納米碳黑在孔隙周圍形成類似分形的網絡，這使得電解質能夠滲透並使電流流動。Masic 解釋道：「了解這些材料如何在納米尺度上‘組裝’是實現這些新功能的關鍵。」研究人員測試了多種電解質，發現海水可以作為一種選擇，這使得 ec3 對於沿海建設項目和海上風電場的支撐具有實用性。
此外，研究小組還改變了電解質的添加方式，將電解質與水混合，然後再進行澆築，而不是在後期浸泡混凝土，這樣可以形成更厚、更強大的電極。最大的進展來自於有機電解質，使用這些鹽和乙腈的 1 立方米 ec3 可以儲存超過 2 千瓦時的電量，這足以讓冰箱運行一天。Masic 將這項研究與古羅馬建築進行比較，表示：「古羅馬人在混凝土建設上取得了巨大的進步。如果我們能保持他們將材料科學與建築視野相結合的精神，我們可能正站在多功能混凝土如 ec3 的新建築革命的邊緣。」
研究小組建造了一個小型的 ec3 拱形結構，以展示其潛力。這個結構能承載重量並同時為 LED 燈供電。當受到壓力時，燈光閃爍，Masic 提出這可能未來能幫助建築物實時監測其自身健康狀況。ec3 已經在日本札幌的雪地中加熱人行道，這得益於其良好的熱導性。麻省理工學院的最新進展現在指向更大規模的能源儲存角色。
研究的主要動機之一是幫助推動可再生能源轉型。Damian Stefaniuk，該論文的第一作者表示：「太陽能發電僅在有足夠陽光的時候才能運行，因此問題變成了：如何在夜晚或陰雲密布的日子裡滿足能源需求？」EC³ Hub 的聯合主任 Franz-Josef Ulm 補充道：「答案是需要一種儲存和釋放能量的方法。這通常意味著使用電池，而電池通常依賴稀缺或有害的材料。我們相信 ec3 是一種可行的替代品。」共同作者、康奈爾大學教授 James Weaver 表示：「通過將現代納米科學與文明的古老建築基石結合在一起，我們正在為基礎設施開啟一扇門，這不僅支持我們的生活，還能為生活提供動力。」
