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科学研究

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学院面向碳中和领域国家重大战略需求,重点布局低碳技术与碳捕集利用封存、新能源与多能互补技术、氢能与储能技术、资源碳中和技术、智慧减污降碳等五个方向。以低碳绿色技术为核心,聚焦未来能源、未来资源、未来环境、未来城市,建设一批高水平、国际化、跨学科的研究平台,构建科技创新、人才培养、未来产业“三位一体”的卓越生态系统,支撑国家碳中和技术创新和产业质效提升,建成具有国际影响力、国内一流水平的碳中和研究基地、人才培养中心和碳中和智库。

1. 低碳技术与碳捕集利用封存

低碳技术与碳捕集碳利用封存团队长期致力于低碳、绿色能源与深地科学研究领域相关基础研究和工程实践。在国际上首次提出了CO2矿化利用的CO2减排技术(CCU)新路线,率先开发了CO2矿化发电、低能耗CO2电化学捕集、近零碳排放的直接煤燃料电池、海水无淡化直接电解制氢、深地保真取芯等世界原创颠覆性技术,并超前部署了零碳能源与负碳技术未来研究方向。相关研究成果发表在Nature、Nature Energy、Chem等国际顶尖期刊上。近五年来,发表SCI论文200余篇,申请国家发明专利160余项,获批国家级、省部级项目20余项。

2. 新能源与多能互补技术

致力于新能源与多能互补零碳技术领域相关基础研究和工程应用。开展太阳能、风能、深地非常规能源开发利用技术的机理及应用基础研究;着力进行风、光、水等不同新能源资源在能量/功率的时空互补特性研究;通过各能源的协调规划、调度与控制,有效提升新能源消纳水平。相关研究成果在Science、Nature Energy、Joule等国际顶尖期刊上发表。

3. 氢能与储能技术

围绕氢能与储能两个国家战略性新兴产业发展的重大需求,系统开展氢的制取、储运与利用、物理与化学储能等相关的基础科学研究、共性关键技术开发及行业服务,开展氢能与储能方向专业本科和研究生教学,培养高水平专业人才。主要研究方向有:(1)氢能与燃料电池,(2)化学电源材料与器件,(3)物理储能技术与工程。团队成员长期承担并完成了国家及省市各级地方政府、企业合作重大科研项目,取得一系列高水平科研成果,完成多项重大成果转化,技术成果在行业得到广泛应用、支撑行业发展。

4. 资源碳中和技术

资源碳中和技术团队聚焦生物质等零碳原料、燃料替代化石资源全链条技术集成攻关,重点研究生物质如秸秆等制备大宗材料、零碳燃料、工业原料等高效定向转化基础理论与技术体系,生物质能+CO2捕集利用(BECCUS)碳负排放技术,以及生物质替代全产业减污降碳协同技术,促进资源来源从地下化石资源向地表可再生资源转型。已在生物质基结构材料、生物质基汽柴油、生物炭功能材料、碳捕集利用、废水低碳处理等材料设计、装备研制、工艺集成以及工程应用方面取得了系列成果。近五年,主持国家重点研发计划项目“废弃秸秆制备生物汽柴油成套技术与设备”及国家自然科学基金等国家及省部级项目30余项,建成全球首套吨级秸秆非相变干燥-快速热解-加氢脱氧提质制汽柴油中试示范装置,发表SCI论文100余篇,授权/公开发明专利50余件,编写行业标准10余件。

5. 智慧减污降碳

瞄准我国污染控制、资源利用和低碳发展重大需求,针对大气环境质量持续改善及减污降碳智慧协同的前沿科学与工程问题,采用多学科、多尺度、智能化综合研究手段,在解析污碳来源与成因、大气污染物传输转化与区域环境空气质量精准调控、工业短流程再造与能效资源高值利用、全流程协同减排与废弃物资源化循环利用、污染物治理协同减碳、碳足迹与低碳经济、碳中和战略与政策等领域开展创新科学研究和人才培养。相关研究成果发表在Science、Angewandte Chemie International Edition、Chemical Engineering Journal等国际顶尖期刊上。近五年来,发表SCI论文70余篇,申请国家发明专利100余项,获批国家级、省部级项目40余项。