国家自然科学基金项目成果科普性介绍——煤炭化学链燃烧CO2捕集与活化耦合化学工程基础

  本项目源于国家自然科学基金项目“煤炭化学链燃烧CO₂捕集与活化耦合化学工程基础（U20A20124）”，起止日期2021.01-2024.12。本项目工作概况如下。

一、项目简介

   针对我国尤其是宁东能源化工基地副产CO₂量大及资源化难的问题，项目提出设计制备载氧-催化 耦合双功能颗粒(Carrying-oxygen & Catalysis Bifunction Particles，CCBP)，构建化学链燃 烧单元和CO₂活化单元系统，采用CCBP循环，实现CO₂富集与活化耦合。基于实验研究、机理分析和计 算模拟结合的方法，开展CCBP设计、微观结构调控和理性构筑，表相掺杂、催化活性物种演变和晶格 氧传递机制，CCBP载氧/催化功能耦合调控，CCBP催化活化CO₂机理及H₂/CCBP/CO₂复杂反应动力学，CO₂加氢反应机理以及CCBP失活机制，氧化反应器/燃料反应器/活化反应器之间的温度、热量调控等研究 ；阐释活性点位-晶格结构-CCBP-燃料反应器及活化反应器调控-化学链燃烧活化系统的耦合机理，为 煤化工过程副产CO₂活化与资源化提供科学基础。

二、研究内容

   本项目主要研究内容有五个方面：1）载氧-催化耦合双功能颗粒理性设计和调控机制研究；2）化学链燃烧单元复杂反应动力学及热质传递规律研究；3）CO₂活化单元催化活性位调控机制和催化机理研究；4）化学链燃烧-CO₂活化耦合系统集成与优化研究。

三、研究成果