近年来，我校李文英、冯杰教授带领的煤炭清洁高效利用团队面向国家经济建设中对能源的重大需求，围绕煤炭洁净转化过程中存在的关键科学问题，以前瞻性技术为引领，积极开发可持续能源和节能减排技术，在煤焦油高效清洁利用制备高性能燃料和精细化学品方面做出了重要贡献，并取得了显著研究成果。该成果于近日发表在国际顶级综述期刊《Progress in Polymer Science》上。

煤焦油是焦化工业的重要产品，蕴藏着大量宝贵的基础化工原料，具有极高的经济价值。其中，以煤焦油中天然存在的杂原子芳香族化合物为原料制备偶氮基光热燃料可充分将煤焦油与可持续能源耦合。偶氮基太阳能热燃料是一类能够可逆地将光能存储于分子化学键中的化学品，其在光照下通过分子构型可逆转变将光能存储为化学能，存储的能量在外部刺激（光/催化剂）下以热能的形式释放。偶氮基太阳能热燃料利用过程无任何温室气体和污染物排放，具有绿色环保和循环稳定的独特优势。将煤焦油与可持续太阳能耦合利用制备太阳能热燃料不仅能为煤焦油的清洁、高值化和多元化利用开辟新途径，还有助于丰富现有太阳能利用方式，从而实现优势互补、清洁利用的目标。

图1 偶氮聚合物太阳能热燃料的储能与放热示意图

 

该综述论文首先系统总结了近十年偶氮聚合物基太阳能热燃料研究进展，包括偶氮苯化合物/聚合物复合材料、线性偶氮聚合物、树枝状偶氮聚合物和其他类型的偶氮聚合物，介绍了偶氮基太阳能热燃料的关键参数。随后，该论文重点分析了偶氮聚合物太阳能热燃料最有前景的优势和现阶段面临的挑战，如热量释放不完全和太阳光谱匹配度低。最后，针对该领域面临的挑战，提出了未来开发偶氮基太阳能热燃料的新兴策略，如采用电、机械及催化剂等诱导方式来实现系统完全热量释放，将分子光储热材料与光热转换材料相结合来拓宽太阳光谱匹配度等，旨在促进太阳能热燃料向创新应用发展。

图2 提升偶氮聚合物太阳能热燃料总体性能的新兴策略

相关研究成果以《用于太阳能热能存储和释放的偶氮聚合物：进展、挑战和机遇》（Azobenzene-containing polymer for solar thermal energy storage and release: Advances, challenges, and opportunities）为题发表在顶级综述期刊《高分子科学进展》（Progress in Polymer Science）上。

我校为论文第一完成单位，论文第一作者为团队师资博士后徐兴堂。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划和中国博士后科学基金等科研经费支持。

 

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2023.101782