近日，材料學(xué)院植源生物質(zhì)熱處理團(tuán)隊在太陽能光熱轉(zhuǎn)換-木基相變儲能領(lǐng)域取得新進(jìn)展，研究成果以“Bioinspired wood-based composite phase change materials for efficient photothermal conversion and energy storage”為題發(fā)表于中科院二區(qū)TOP期刊《Journal of Energy Storage》（IF：8.9）。
有機(jī)相變材料（PCMs）因具有較高的儲能密度和可控的相變溫度而被廣泛應(yīng)用于熱能儲存系統(tǒng)。然而，傳統(tǒng)的PCMs存在吸光能力弱以及液體泄漏問題，限制了其在太陽能捕獲和存儲中的應(yīng)用。針對以上問題，材料學(xué)院植源生物質(zhì)熱處理科研團(tuán)隊受海洋生物啟發(fā)，通過真空輔助浸漬法將墨魚墨汁/環(huán)氧樹脂/聚乙二醇混合物與脫木素木材結(jié)合，開發(fā)了一種具有高效光熱轉(zhuǎn)換和熱能存儲能力的木基相變復(fù)合材料（DW-CI/EP/PEG）。脫木素木材和交聯(lián)的環(huán)氧樹脂形成的三維支撐骨架有效防止了PEG固液轉(zhuǎn)變過程中的泄漏。制備的復(fù)合材料具有優(yōu)異的熱能存儲和溫度調(diào)節(jié)能力。得益于墨魚墨汁中黑色素強(qiáng)大的全光譜吸收能力以及木材細(xì)胞壁的多層吸收效應(yīng)，DW-CI/EP/PEG在1.0 kW/m2的氙燈照射下展現(xiàn)出高達(dá)90.55% 的光熱轉(zhuǎn)換效率，在較弱的光照強(qiáng)度下仍能實現(xiàn)高效的太陽能捕獲和儲存。此外，材料還具有出色的熱穩(wěn)定性和循環(huán)可靠性，經(jīng)過多次熱循環(huán)后其熱性能和化學(xué)結(jié)構(gòu)保持不變，并在連續(xù)的光熱轉(zhuǎn)換試驗中實現(xiàn)了穩(wěn)定的太陽能捕獲和輸出效果。制備的木基相變復(fù)合材料具有優(yōu)異的儲熱性能和光熱轉(zhuǎn)換能力，在太陽能利用和節(jié)能建筑等領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用前景。
上述研究成果第一作者為材料學(xué)院碩士研究生韋溶軍，通訊作者為何正斌教授和伊松林教授，北京林業(yè)大學(xué)為唯一完成單位。
本研究得到中央高校基本科研業(yè)務(wù)費專項資金（BFUKF202415）等項目的支持。
論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352152X24048734
