【研究目的】

随着我国碳达峰、碳中和目标的提出，低碳目标已经成为全球共识，加快可再生能源利用成为世界各国的一致行动。“双碳”战略实质上是一场能源革命，可再生新能源在整个能源体系中的比重快速增加。在众多可再生能源中，太阳能丰富、高效，是易普及和推广使用的重要清洁能源之一，将太阳能转化成热能是太阳能利用的重要方式。然而，太阳能的时空分布具有明显的随机性和不稳定性。因此，发展能够直接存储太阳能的蓄热存储技术对推动太阳能大规模普及具有重大价值。相变材料（Phase change materials，PCMs）作为一种先进的潜热存储材料，在过去的几十年里在电子热管理、工业余热回收和太阳能热利用等热相关应用领域取得了丰硕的研究成果。因此开发一种可实现光热电转换的复合相变材料可实现能源改革，是国家重大需求，符合国家资源安全和双碳战略。

【技术创新】

针对纯PCMs吸光性差、光热转换能力弱以及易泄露能问题，从MOFs衍生碳入手，发明了基于MOFs的复合相变材料，重点揭示多孔MOFs衍生碳材料光热电过程、孔隙尺度内相变、界面行为与多组份传输的相互耦合关系，建立孔隙尺度上非均匀加热条件下固液转变的热质传输模型，明晰了MOFs衍生碳基复合PCMs在多物理场耦合下的光热增强机理，促进相变材料热能存储与转换技术的应用和发展。主要创新点如下：

(1)构筑高负载率的MOFs衍生碳基复合PCMs的新策略，负载率最高可达90%；

(2)发明了高光热转换效率的MOFs衍生碳基复合PCMs，光热转换效率最高可达97.6%；

(3)设计柔性高性能一体化光热电能量转换复合PCMs的新思路，最高功率因子为81.5 μW/(m·K2)。

【知识产权】

（1）发表研究论文40余篇；

（2）申请国家发明专利30项，授权22项；

（3）获高等学校科学研究优秀成果奖自然科学奖一等奖、北京市科学技术奖二等奖等。

【应用行业领域】

新能源、航天军工、电子电力、3C电子、医疗等

【成果应用情况】

2021-2023年，与某石油化工企业开展横向合作；

2022-2023年，与某石油化工企业开展横向合作。