近日，材料与化学工程学院郑明涛副教授团队在材料科学领域国际权威期刊Progress in Materials Science（中科院一区Top期刊，影响因子44.8）在线发表题为“Recent advances in wood-biomass-derived functional materials for energy storage applications”（木质生物质基储能功能材料最新研究进展）的长篇综述论文。该论文聚焦木质生物质资源化利用与电化学储能交叉前沿，立足农林特色，系统梳理了近十年全球范围内木材及其衍生物（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，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的思路与指引。
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天然多级孔道、三维骨架结构与可调控化学组分，是构筑低成本、可持续储能材料的理想前驱体。木材宏观上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证力学稳健性；微观上的木质纤维素组分（纤维素、半纤维素与木质素）则通过丰富的羟基/羰基官能团和多样的碳化路径，赋予其可设计的化学性能。然而，如何实现其结构精准调控、性能优化与产业化落地，一直是领域共性难题。
图1木质生物质衍生功能材料
团队创新性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，详解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。同时，文章深度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，提出了该领域未来重点发展方向，为全球农林生物质高值化利用、绿色储能材料研发提供了系统性理论参考与技术指引。
图2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
该成果是郑明涛副教授团队近十年深耕农林废弃物生物质基碳材料、电化学储能领域应用系统性总结。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“农林固废—功能碳材料—绿色储能”的特色研究路线。十余年来，团队围绕木质、草本生物质的结构改造、界面调控、电化学性能优化开展持续攻关，先后在Nature Communications、Advanced Materials、ACS Nano、Chemical Engineering Journal等知名期刊发表60余篇高水平论文，申请多项国家发明专利，多项技术聚焦低成本、规模化制备，兼具学术价值与应用潜力，形成了鲜明的农林储能交叉研究优势。
学校为论文唯一完成单位，材料与化学工程学院刘舒婷、罗洪武、刘力齐为论文共同第一作者，郑明涛副教授为首要通讯作者，雷炳富教授、禹筱元教授为共同通讯作者。该成果得到了国家自然科学基金（No. 52572164）、岭南现代农业科学与技术广东省实验室（NT2025007）、珠海市产学研合作项目（No. 2220004002572）的资助与支持。
相关论文链接：https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2026.101763
文图/材料与化学工程学院
