科学研究

低碳技术与碳捕集利用封存代表性基础研究成果

信息来源: 供稿人: 发布日期:2022-11-20 点击数:

(1)CO2矿化发电颠覆性技术

针对CO2资源化与能源化双效利用难的世界难题,谢和平院士团队根据矿化是唯一化学位降低的CO2利用途径这一特征,首次提出了CO2矿化发电原理与技术路线,率先实现了将CO2矿化反应释放的能量转变为电能输出,真正意义上实现了CO2的能源化利用!团队建成了千瓦级CO2矿化发电扩试平台,可日处理CO2≥100kg,产电14kWh,日产高纯碳酸盐190kg。

2)低能耗电化学CO2捕集技术

针对现有CO2捕集技术高能耗、高成本、难以大规模工业推广的技术难题,谢和平院士团队首次提出了高效CO2电化学捕集新原理与新技术,创新开发了质子耦合电子转移反应(PCET)驱动CO2吸收-解吸的电化学原理,率先实现了低能耗CO2捕集的技术突破!该技术解吸电耗<0.5GJ/tCO2,相比传统的热胺法CO2捕集过程(2~4GJ/t CO2),能耗和成本大幅降低,有望真正实现零碳排放发电的技术梦想!

可再生电力驱动的低能耗CO2电化学捕集技术构想

3)低能耗CO2吸附捕集工艺及新型工业吸附剂

传统的乙醇胺化学吸收捕集CO2工艺面临过程能耗高、成本高及难适用高粉尘工业烟气工况的问题,团队基于固体胺吸附剂研发了真空变温吸脱附工艺,可降低CO2捕集至3.9 GJ/t-CO2以下 ;并针对目前粉体成型制备工业吸附剂工艺面临的吸附容量衰减和机械性能差的难题,开发了先成型-后负载、形貌尺寸可定制的凝胶浇筑工艺,生产的吸附剂机械强度和性能均满足工业使用要求。此外,团队开发新型柔性吸附剂,在保持高吸附性能的情况下,解决了传统工业吸附剂使用过程中抗冲击性能差、易磨损的问题,推进了低能耗CO2捕集技术的工业化应用。

低能耗CO2吸附捕集工艺 新型CO2工业吸附剂产品

4)机器学习指导捕集工艺研发

基于高通量与材料基因组技术,开发了高效CO2传递膜材料,有效降低CO2捕集成本,提升膜法CO2捕集竞争力;结合深度学习,对多种CO2分离材料进行筛选与推荐,开发了额高效机器筛选模型,可实现从超过8000种材料中筛选出最优组合。

5)常压下催化转化二氧化碳、甘油合成碳酸甘油酯技术

将温室气体二氧化碳和过剩的工业产品甘油转化为高附加值平台化学品碳酸甘油酯是二氧化碳资源化利用的有效方式,也是提升生物柴油产业经济性的有效技术。研究团队依托四川大学高水平综合型大学,系统探讨了温和条件下离子液体催化二氧化碳和甘油合成碳酸甘油酯技术,建立了从催化剂设计、原料筛选到产物纯化的评价体系。实现了在无溶剂、无金属催化剂、常压下高效催化转化二氧化碳与甘油为碳酸甘油酯,收率高达94%。