木质功能材料在清洁能源中的应用进展*
2021-03-08张育新张益帆熊紫胭
功能材料 2021年2期
关键词:功能
张育新,张益帆,熊紫胭
(重庆大学 材料科学与工程学院,重庆 400030)
0 引 言
随着化石燃料的大量使用,全球气候变暖的速度加快,使用清洁能源来替代化石燃料提供动力已成为许多人的共识。特别是在新冠肺炎疫情席卷全球的危机中,清洁能源在抗击斗争中有着不可小觑的作用。国际能源署执行董事Dr Faith Birol[1]在《将发展清洁能源作为抗击新冠疫情刺激计划的核心》中指明了抓住这个契机实现清洁能源转型的重要性,及其在刺激经济复苏方面可能带来的积极作用。同时,我国是世界上生产与消费能源的第二大国家,处于发展黄金阶段,能源需求较大[2]。但是,传统的清洁能源转化装置中,转化效率高的成本高,成本降低转化效率也会降低,两者往往很难达到一个平衡,所以寻找一种低成本而又转化效率高的环保型材料刻不容缓。
我国是林业大国,拥有丰富的木材资源,而木材独特的材料结构和显著的各向异性赋予了它一系列显著的性能,为功能材料的设计提供了机会[3]。图1为木材在多个长度尺度上的分层和多孔结构。从图1中可以分析得到,树木在2.7亿年的进化过程中经过优化得到的复杂结构使其具有了高效的水分和养分输送体系、机械稳定性和耐久性[3],使其天然适合于改性。在此基础上,为了实现木材资源化并提高木材利用率,人们将木质资源通过物理、化学、生物等技术进行改性。改性得到的木质功能材料在清洁能源装置方面具有广阔的研究前景。……
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