学者综述木质生物质基储能功能材料最新研究进展
近日，华南农业大学材料与化学工程学院副教授郑明涛团队在《材料科学进展》（Progress in Materials Science）上发表综述论文，系统梳理了近十年全球范围内木材及其衍生物（包括树叶、树皮、枝干、木质纤维素、木质素等）在储能领域的全链条研究进展。
该综述聚焦木质生物质资源化利用与电化学储能的交叉前沿，立足农林特色，为可再生生物质资源的高值化利用与可持续储能技术的发展提供了系统性思路与指引。
木质生物质衍生功能材料。研究团队供图，下同文章指出，面向绿色、高效储能体系日益增长的需求，可再生木质生物质凭借其天然多级孔道、三维骨架结构及可调控的化学组分，成为构筑低成本、可持续储能材料的理想前驱体。在宏观层面，木材的多尺度多孔结构赋予其天然的三维骨架，有利于离子传输并保持力学稳健性；在微观层面，木质纤维素组分（纤维素、半纤维素与木质素）通过丰富的羟基/羰基官能团和多样的碳化路径，为材料提供了可设计的化学性能。然而，如何实现其结构的精准调控、性能的优化提升与产业化落地，一直是该领域的共性难题。
在国家自然科学基金等项目资助下，郑明涛团队创新性地以木材不同组分与形态为分类主线，全面剖析了树叶、树皮、枝干、树干及纤维素、木质素等衍生物的结构特征、改性策略与构效关系；系统归纳了高温热解、水热碳化、物理活化、化学活化、自活化等五大主流制备技术的原理、优劣与适用场景，并结合超级电容器、锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池、储氢材料、电池隔膜六大应用方向，详细阐述了木质生物质衍生功能材料的性能特点、技术瓶颈与优化路径。
木质生物质衍生功能材料在储能领域应用中的挑战与机遇。同时，文章深入剖析了生物质微观形貌、多级孔结构、杂原子掺杂与储能性能之间的内在关联，指出了当前实验室研究与工业化生产之间的差距，并从绿色制备、结构精准设计、多尺度模拟、产业化适配等维度，提出了该领域未来的重点发展方向，为全球农林生物质的高值化利用与绿色储能材料的研发提供了系统性的理论参考与技术指引。
该成果是郑明涛团队近十年来深耕农林废弃物生物质基碳材料及电化学储能应用领域研究的系统性总结。依托岭南现代农业科学与技术广东省实验室、生物基材料与能源教育部重点实验室等平台，团队长期立足农业院校学科特色，将农林废弃物资源化与新能源产业相结合，走出了一条“农林固废-功能碳材料-绿色储能”的特色研究路线。
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2026.101763
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