重磅突破！纳米轻木实现“白天吸光、黑夜发电”，光热转换效率达91.27%

在可再生能源技术持续探索的浪潮中，木材这一传统材料正凭借前沿科技焕发新生。近日，一项聚焦木材纳米工程的研究成果引发行业关注——经纳米级改造的轻木，成功实现“吸收阳光、储存热量、光照消失后持续发电”的一体化功能，光热转换效率高达91.27%，黑夜环境下可持续输出0.65伏电压，为生物基太阳能材料领域开辟了全新路径。

核心突破：无碳化工艺解锁木材“发电潜能”

这项成果由专业研究团队完成，相关论文已发表于威立旗下权威期刊《先进能源材料》。研究团队指出，此次研发的无碳化木材复合材料，是兼具规模化应用潜力与环境友好性的木材基太阳能热能采集平台。

研究团队选择轻木作为核心材料，并非看重其机械强度，而是瞄准其独特的内部结构。显微镜下，轻木横截面呈现出致密的定向微通道网络，通道宽度仅20至50微米，这种天然的定向几何结构，是合成太阳能材料需耗费大量能源才能复刻的优势。

为激活木材的储能发电能力，研究团队采用无碳化工艺，去除木材中的木质素，使内部孔隙率提升至93%以上，在保留热性能驱动通道结构的同时，暴露出高活性反应表面，彻底避开了传统工艺中的高温碳化环节，破解了同类设计难以规模化、可持续制造的行业难题。

技术细节：多重涂层赋能，实现长效稳定与多功能

在工艺优化过程中，研究团队通过多层技术叠加，赋予材料卓越的综合性能。首先，在微通道壁涂覆黑磷烯半导体，可全面吸收紫外线、可见光及红外波段的阳光；随后，用单宁与铁离子构建保护涂层，攻克了黑磷烯易在空气中降解的痛点，经150天模拟室外暴露测试，材料性能保持稳定无衰减。

为进一步提升实用性，团队在表面添加银纳米颗粒增强吸光效率，并喷涂疏水涂层，使材料接触角达到153度。最终成型的复合材料兼具自清洁、抗菌特性，遇火能在2分钟内自熄，同时可有效抵御生物滋生，解决了同类户外系统易受环境侵蚀的性能衰减难题。

最后，团队将生物基相变材料硬脂酸填充至微通道，构建完整储能发电系统。阳光照射时，硬脂酸熔化储存潜热，储能密度约175.03千焦/千克；温度下降时，通过连接的热电发电机释放能量，即便在夜间也能维持0.65伏电压输出，且沿木材纹理方向的热导率提升3.9倍。

行业价值：刷新储能纪录，破解规模化难题

此次研究成果在储能效率上实现了重大跨越。早在2019年，瑞典皇家理工学院瓦伦贝格木材科学中心研究主任拉尔斯·伯格伦德教授，曾通过脱木质素基材实现木材基相变储能，潜热约76千焦/千克。而此次孟团队的复合材料，将这一数值提升一倍以上，更关键的是，新增了“光-电转换”环节，推动木材基储能从被动热管理升级为主动发电，实现技术层级的突破。

针对行业长期面临的规模化难题，此次研发的无碳化方法给出了直接解决方案。该工艺与现有木材制造基础设施高度兼容，无需依赖高能耗的特殊生产流程，为技术从实验室走向工业化生产提供了可行路径。

从产业基础来看，轻木的供应体系也为技术规模化提供了支撑。全球超70%的商业轻木来自厄瓜多尔，当地种植园6至10年的采伐周期，搭配巴布亚新几内亚、东南亚的快速生长供应体系，完全能满足商业化光热制造的产量需求。此前，轻木主要作为风力发电机叶片芯材，鲜少涉足能源材料领域，此次研究证实，其细胞结构才是适配光热应用的核心优势，有望推动轻木产业价值重估。

前瞻意义：生物基材料迈向能源应用新前沿

此次孟团队的研究成果，以无碳化木材复合材料为载体，实现了91.27%的光热转换效率与夜间持续发电能力，首次将种植园轻木推向生物基太阳能材料的技术前沿。这一突破不仅为可再生能源技术提供了低成本、环境友好的新选择，更打通了传统木材产业与新能源产业的融合通道，为生物基能源材料的规模化应用与商业化落地注入了强劲动力。

未来，随着技术的持续优化与产业协同的深化，这种基于天然木材的能源材料，有望在分布式能源、户外供电等场景发挥重要作用，为全球能源转型提供“绿色样本”。想了解更多木业信息，欢迎关注木材之家mucaizhijia.com。