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木基储能材料研究新进展

2021-10-20卿彦廖宇刘婧祎田翠花许瀚吴义强

林业工程学报 2021年5期

卿彦,廖宇,刘婧祎,田翠花,许瀚,吴义强

(中南林业科技大学材料科学与工程学院,长沙 410004)

能源的合理高效利用是人类社会生存和发展的永恒主题。随着不可再生化石能源不断消耗,以及生态环境日益恶化,开发绿色可持续的能源转化及储存技术已然成为社会发展的必然趋势[1]。而现有的储能器件在循环性能和安全性能上尚存在一些不足,如各种金属离子电池等充放电时的体积膨胀问题及使用时的电解液漏液问题等,特别是废弃后的储能器件不可降解,易造成环境污染。因此,目前储能器件的研发也应遵循绿色可持续的发展方向[2]。

木材是自然界中储量最大的生物质资源,地球上有30%的土地被森林所覆盖[3],提供了丰富的可再生和可生物降解的绿色环保的环境材料。数千年来,人类将木材广泛地应用于建筑材料、家具材料和工具以及燃料等领域。随着时代的发展,人们对木材的结构及成分有了更深入的认识,木材的应用领域也在不断地开拓。除了资源丰富、可再生及良好的生物相容性,木材的分层多孔结构以及优异的机械灵活性和高碳含量等性能特点使木材可以在经过合适的物理化学处理后拥有卓越的电化学性能,具备在储能器件等领域应用的潜力(图1)。近年来,基于木材衍生的功能材料在储能器件方面的研究吸引了科研人员的广泛关注[4]。然而,对木材材料的功能化研究尚处于初级阶段,目前的大部分工作都聚焦于如何提高其储能性能而缺乏对其本身的结构与性能之间联系的深入理解。……

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