《太陽能熱化學吸附碳泵循環基礎問題研究》是依託天津大學，由鄧帥擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：太陽能熱化學吸附碳泵循環基礎問題研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：鄧帥
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對碳捕集技術補償能耗較高的問題，本研究以實現太陽能驅動碳泵循環為目標，構建基於固-氣化學吸附反應和變溫真空解吸技術的熱力循環。該循環使用“胺基固態吸附劑-CO2”為吸附工質對，可在25oC常溫條件下對低濃度碳源進行吸附，在75-90oC區間進行高濃度CO2解吸，維持循環的解吸熱由太陽能中低溫熱源提供，不僅實現了CO2的低能耗富集，也實現了中低品位太陽能向化學勢能的高效轉化。.研究首先基於經典熱力學，建立碳泵研究理論及框架，其後套用模擬和實驗方法，圍繞太陽能熱化學吸附碳泵系統這一實例展開研究，考察不同碳源（500ppm-25%）、再生熱源（60-95oC）條件下碳泵循環能質交換平衡特徵和熱力學完善度，探索時變條件下循環的動態特性，量化太陽能輻照強度等外部參數對碳泵系統在碳質遷移能力、效能方面的影響，確定主、被動措施的協同調控能力和最佳化配置，完成太陽能在熱化學吸附碳泵系統內的梯級利用。
結題摘要
本項目針對碳捕集技術能耗較高的挑戰，以實現太陽能熱利用輔助碳捕集為目標，構建了基於固-氣化學吸附反應和變溫真空解吸技術的熱力循環。面向太陽能熱集成，通過對基於平衡（equilibrium）的吸附熱力學關係、吸附過程、循環的熱力學構建以及太陽能集成熱力學性能評價的逐層遞進研究，實現了針對典型碳源濃度（500ppm-25%）、典型熱源（60-95oC）條件下的高效捕集，完成了熱力循環穩態性能和太陽能熱化學集成的特性分析，最終考察了太陽能低中品位熱能在吸附碳捕集領域中集成的可能性和可行性，探索了碳捕集領域內典型能量形式之間的高效轉化與利用規律，初步掌握了通過熱力循環完成低能耗吸附碳捕集的方法。 項目研究成果凝練為學術論文25篇（第一標註），其中SCI索引11篇（通訊作者），項目負責人鄧帥受邀參加第十五屆國際清潔能源大會，做分會場主題（keynote）報告，介紹創新技術路線。在本項目資助下，培養碩士研究生4人、博士研究生4人，其中博士研究生趙睿愷獲得2017年度吳仲華獎學金。此外，太陽能輔助吸附碳捕集技術路線獲得第17屆國際可持續能源技術大會2018年創新獎。
