相变储热材料是新一代绿色生态材料，可以通过物相转换调控环境温度，调节能源供需时空矛盾，具有热容量高、稳定性好、成本低等优点，“双碳”战略目标背景下在节能降耗减排方面具有广阔发展前景。将相变储热单元引入木塑复合材料，研发新型生物质基生态相变储热复合材料，实现木塑对环境温度的智能响应和能源高效利用，对构建资源集约、生态宜居的人居环境具有重要意义。
近日，材料学院科研团队提出了一种通过阳离子交换和层层自组装构建有机网络结构的新策略，设计制备了具有薄壁膨胀珍珠岩壳层、相变材料吸附量高的核壳结构定形相变储热材料（E-shell PCM）。独特的保护壳使相变储热材料具有较高的潜热（136.40 J/g）和良好的结构稳定性。以木塑复合材料为基质，E-shell PCM为储热功能单元，制备的木塑生态相变储热复合材料具有良好的形态稳定性、机械强度和储热性能，熔融和结晶热分别达到76.06J/g和74.61J/g。同时，膨胀珍珠岩的引入提高了复合材料的导热和抑烟阻燃能力。
该研究成果以“Composites with a Novel Core–shell Structural Expanded Perlite/ Polyethylene glycol Composite PCM as Novel Green Energy Storage Composites for Building Energy Conservation”为题发表在Applied Energy（一区，IF="11.446）期刊上 。该研究得到了北京市自然科学基金支持，共同第一作者为北京林业大学博士研究生孙璟萌和赵俊淇，通讯作者为郭洪武教授和刘毅副教授。
据悉，生态相变储热材料可用于建筑环境温控、光热转化材料、电热功能器件、光伏发电储能、发动机和云数据中心冷却等，具有广阔的可持续应用前景。该课题组近年在Chemical Engineering Journal、Carbohydrate Polymers、Carbon、Journal of Cleaner Production、Energy、Solar Energy Materials and Solar Cells等期刊发表了多项研究成果。
