科研部门

分布式供能与可再生能源实验室

  研究领域 

  能量综合梯级利用原理与方法,多能源互补机理与系统集成,高效余热利用及低碳技术等方面的研究

  研究方向 

  1.多能源互补的分布式能源系统:分布式系统能量综合转换梯级利用;多能源互补的方法与技术,微小型动力与余热吸收式制冷/热泵/除湿技术。

  2.太阳能热利用技术:多能源品位互补梯级利用的高效能量转化机理,热互补与热化学互补方法与技术,系统集成与关键技术。

  3.化工动力多联产与温室气体减排:燃料化学能梯级利用与CO2捕集的协同机理,CO2减排与能量转化一体化原理与方法,系统集成创新和技术发展路线。

  人员组成 

  现有研究人员17,其中正高级岗位人员7,副高级岗位人员5人,在读研究生36

  2022年项目情况   

  2022年度在研项目27项,新争取各类项目8项,其中包括国家杰出青年科学基金项目1项,国家自然科学基金重大项目1项、国家自然科学基金联合基金1项、国家自然科学专项项目1项、国际合作项目1项、国家自然科学基金青年基金1项、院先导专项(A类)1项及院改善科研条件专项1项,结题并通过验收项目1 

  2022年工作进展与主要成果   

  分布式能源系统方面,提出太阳能-煤热化学互补利用方法和发电系统,通过聚光太阳能热驱动超临界水气化,将不稳定、间歇的太阳能转化为高品质的合成气化学能,系统净发电效率53.06%效率52.24 %。提出动力侧变配气正时和节气门的联合主动调控方法,系统变工况性能提高;研究了高温热泵以及相变储能关键技术,建成循环工质对物性测试平台、相变储能实验平台。编制MW级分布式能源系统示范方案,推动华南地区工业/产业园区冷热电项目落地。完成新疆油田双碳战略研究报告及分布式多种可再生能源系统的应用可行性分析。牵头承担的2项国家重点研发计划智能电网专项项目圆满完成,并通过工信部组织的项目绩效评价。 

  太阳能热化学与热发电系统集成方面,原创提出太阳能热化学三步循环分解水制氢方法,大幅降低热分解水制氢温度至1000℃,并研制原理样机;原创提出天然气水基化学链制氢与脱碳一体化方法,攻关碳氢定向迁移理论-氧载体材料-反应器-制氢系统全链条,研制了1Nm3/h级天然气水基化学链制氢原理样机,并推进其关键技术研发及产业化;攻关多能源头互补关键技术,建成国际首套MW级太阳能与燃料热化学互补分布式能源系统示范。首次提出多产物交替分离的中温太阳能甲烷重整制氢新原理和新方法,实现400°C1bar下甲烷完全转化获得高纯H2CO2,显著降低反应温度和产物分离能损,太阳能制氢效率>46.5%,成果发表在国际学术期刊“Energy & Environmental Science”。探索了聚光太阳能与气固光化学反应体系的光/热耦合协同利用,及其与化学链甲烷重整反应的能势耦合,提出聚光太阳能光/热耦合化学链甲烷制氢新方法,搭建关键过程实验装置并进行了实验验证。 

  燃料源头低能耗捕集CO2方面,创新性提出煤热解/气化制氢与脱碳协同新技术,完成10kg煤热解装置及3t/天外燃式煤热解-干熄焦一体化中试装置设计,建成30kW焦炭-CO2气化装置,并完成测试运行,正推进煤炭分级利用方法在燃煤电厂调峰和煤制氢产业的应用。 

  本年度共发表学术论文47篇,其中33SCI收录,8EI收录。申请发明专利4项;授权发明专利6项、实用新型专利6项。 

  主 任:金红光  副主任:郝  勇  刘启斌