研究中心负责人:易群

一、中心定位

太原理工大学CO₂捕集封存利用研究中心依托太原理工大学环境科学与工程学院，以山西省能源产业低碳转型发展的重大创新任务为牵引，立足解决能源产业面临的碳减排与经济发展矛盾问题，技术创新驱动能源产业低碳发展，坚持科研教学与为地方经济服务并重的发展思路，充分利用CO₂作为碳资源的属性，定位于CO₂高效捕集、绿色转化与过程控制的产学研合作研究与开发，产出一批具有重大带动和影响的创新成果，促进高碳能源产业低碳转型发展。

二、研究方向与内容

研究中心将通过CO₂捕集低能耗化、转化目标多元化、产品价值高值化、反应过程能耗最小化、全局系统生产绿色化、系统过程匹配最优化的产学研技术攻关的平台建设，达到降低CO₂捕集及转化利用成本、能量消耗，拓展CO₂转化利用目标产品产业链、促进并提升能源行业低碳转型与经济发展的目的，研究方向和内容如下：

1）CO₂高效吸附分离材料

开发功能型材料简易、绿色、可控的构筑技术与调控方式；高性能、低成本、低能耗捕集的新型吸附分离材料的可控构筑；基于CO₂捕集新型功能材料，开发设计适用于烟道气，弛放气、富碳燃料气等的碳富集分离工艺及其成套设备与装置，降低CO₂捕集系统整体能耗，为工业化、规模化和低成本的CO₂捕集系统提供理论指导和技术支撑。

2）CO₂催化合成绿碳材料

立足于CO₂捕集和资源化利用相结合的策略，开发适用于CO₂低能耗捕集与转化的新型吸附-催化剂，高效捕集并催化CO₂环加成反应制备环状碳酸酯及可降解聚碳酸酯等绿碳材料；揭示CO₂捕集与转化过程的工程放大规律，设计用于CO₂连续合成聚碳酸酯类产品的反应器、成套组件装备及其工艺包，实现CO₂在温和条件下的捕集/催化转化工程示范。

3）CO₂光电催化转化与CO₂/SO₂/NO₂电池

设计开发高选择性、高催化活性的CO₂光/电催化剂材料；以CO₂、SO₂或NO₂气体为基体，构建各类高效的金属-气氛电池体系；构建太阳能高倍聚光热电耦合CO₂原位加氢/CH₄重整热转化催化一体化反应体系与装置，实现可太阳能绿色驱动CO₂原位转化合成醇醚燃料、低碳烯烃、异构烃和芳烃等高附加值燃料及化学品。

4）CO₂捕集/利用系统工程

围绕开发的系列CO₂捕集/转化材料与催化剂，创新能源系统CO₂循环转化利用路径与方式，实施单元生产技术和过程流程配置差异性集成、工艺参数匹配和量化优选，优化CO₂捕集/转化利用能源系统环境效益和技术经济效益方案，从CO₂源头-转化路径-减排节点-产品终端-系统优化控制的系统层面科学的、合理的实现CO₂转化全过程节能、节水、经济、环保的多元平衡和协同优化。

三、科研基础与平台

研究中心现有科研人员8人，其中教授2人，副教授3人，讲师3人，有海外留学经历（背景）教师5人；研究中心目前有博导2人，硕导3人，外聘博导2人、硕导2人；获得省部级人才称号3人。目前研究中心共有在读硕博研究生30余名。

研究团队在CO₂捕集及催化转化制备液体燃料及化学品，CO₂循环利用控制与过程设计等方面已经具备扎实的科研基础，原创性地设计并研发了系列CO₂捕集/催化转化高性能催化剂与材料，建立了太阳能高倍聚光-热-电一体化原位驱动CO₂高效转化利用反应体系，提出了生物质能链式原位制氢协同CO₂加氢转化利用新型系统网络，实现了温和条件下CO₂绿色高效加氢和环加成反应制备天然气、碳酸二甲酯、环状碳酸酯等系列高附加值化学品。近三年，研究团队在J. Catal.、ACS Catal.、Chem. Comm.等学术期刊上发表SCI论文80余篇，获2016年度教育部自然科学一等奖，树立了较高的国际影响力。共承担了40余项研发课题，其中国家和省部级项目20余项，申报/授权国家发明专利30余项。

研究中心现已拥有先进的分析表征仪XPS、SEM、XRD、PFTIR，用于CO₂吸附测试的红外分析仪，用于材料定性、定量分析的LC-MS、GCMS，有TG-MS联用仪、TG-DTA联用仪、原子吸收、离子色谱、表面吸附仪、元素分析仪，及各类常规及非常规反应器30余套。