近日，我校中药与食品工程学院教师贾瑞龙博士在Cell出版社旗下期刊《Trends in Biotechnology》发表了题为：Renewable plant-derived lignin for electrochemical energy systems （IF=21.942）的高水平综述，贾瑞龙为第一作者，山西中医药大学为第一单位。

本综述主要介绍了从丰富的中药废弃药渣中简易制备且具有低成本、可再生和丰富官能团的木质素基材料在构建高性能电化学能源系统的应用，电化学能源系统主要包括可充电电池、超级电容器、太阳能电池和燃料电池等。同时，本综述也指出了木质素基材料在电化学能源系统中的重要科学讨论和关键障碍，为制备新型可持续能源材料提供了可行的策略，同时为中药废弃药渣的高值利用提供新的研究方向。

最近由于化石能源的过度消耗引起一系列问题，例如：环境污染、雾霾、全球变暖、沙漠化、极端天气频发等一系列问题，同时CO2、CH4等气体的过度排放而引起了温室效应，严重影响了人类的可持续发展。为了解决这些问题，习近平总书记提出了碳达峰和碳中和重大战略，即我国二氧化碳排放量力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。作为最主要的碳中和策略，碳捕获、利用及封存（CCUS）是重要的三大策略，生物质基材料作为一种可再生材料，可以完美的替代化石能源，也是实现碳中和和碳达峰的双碳目标的最重要策略之一。

生物质基材料可以从丰富的中药废弃药渣中简易制备，实现中药废弃药渣的高价值应用。这些生物质基材料是可再生材料，具有巨大潜力替代传统的化石能源。在电化学能源领域具有巨大的应用前景，对于实现碳中和和碳达峰具有巨大的应用潜力。

木质素是仅次于纤维素的丰富的可再生生物质材料，具有丰富的基团，并且具有可再生、廉价、化学稳定性好、优异的导电性以及高比表面积等独一无二的优点，在电化学能源领域具有非常潜在的应用价值。此外，木质素易于功能化改性，不仅可以在分子中引入各种功能化基团，例如卤素、氢硫基、氨基等，而且可以进行掺杂改性，进一步提高催化活性。木质素材料的功能化改性，主要包括氧化改性制备含氧的木质素，胺化反应制备含氮的木质素。磺甲基化制备含硫的木质素，可以制备出含有不同功能化基团的木质素材料。

木质素基膜材料在可充放电电池中也具有非常巨大的潜力。木质素@Nafion膜用于液流电池，实现了长循环 (>400 h)，高库伦效率 (> 99.5%)，高能量效率(> 83.5%)，在液流电池领域是非常不错的数据。使用木质素材料制备一种三维碳材料，用于超级电容器实现了超高的面积/体积电容，高面能密度和杰出的循环性能。

总之，虽然木质素基材料还有一些局限性，比如：相对低的初始库仑效率、转换机制尚不清楚等，但是基础木质素基材料独一无二的优点，例如，可再生、廉价、化学稳定性好、优异的导电性以及高比表面积等，相信它们在电化学能源领域具有光明的未来，同时为中药废弃药渣的高值利用提供新的研究方向。

贾瑞龙，山西中医药大学中药与食品工程学院教师，研究生学院学位办主任，太原理工大学化学工程与技术专业博士。主持山西省科技厅自然基金项目一项，山西省教育厅科技创新项目一项，横向项目一项。发表学术论文十余篇，其中一作的SCI五篇，授权发明专利三项。目前的研究方向为抗肿瘤药物碳纳米载体的构建及应用研究和中药废弃药渣的高价值利用。