■ 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16人，其中正高级岗位人员9人，副高级岗位人员3人；在站博士后1人，在读研究生31人。
■ 2021年项目情况
2021年度在研项目40项，新争取各类项目11项，其中包括国自然优青1项，国家自然科学基金重大专项1项及子课题1项、国家科技重大专项1项、国自然面上基金1项、国自然青年基金3项、中科院青促会优秀会员1项、中科院青促会会员1项、横向企业委托项目1项，结题并通过验收项目10项。
■ 2021年工作进展与主要成果
在分布式能源系统方面，建成国际首套MW级太阳能与燃料热化学互补热电联供系统工程示范，率先完成太阳能热化学发电、化学回热等共性关键技术示范，预期系统能源综合利用率90.6%，以满足国家能源重大需求。提出基于热化学回热的超临界水煤气化发电系统集成方案，揭示了煤的化学能梯级利用机理，实现53.8%的净发电效率。突破了热法空气除湿脱盐一体化关键技术，国内首建MW级海岛分布式电冷除湿联供系统，综合能源利用率由<40%增至>80%，保障海岛供能与设备安全。东莞新能源研究院揭牌，奠定关键技术培育和产业化基础。
在太阳能热化学与热发电系统集成方面，建立了太阳能热化学制氢的理想循环能质能势特征方程，澄清了实际循环不可逆损失根源，提出金属氧化物-碱基热化学循环制氢方法，实验验证了关键过程，太阳能-燃料效率有望突破20%，突破了传统热化学两步循环温度高、分压损失大、效率低的难题。提出了聚光光/热化学链甲烷制氢方法，开展了光谱、聚光比与光化学的能势耦合机制实验，对比热化学链，反应温度降低、转化率提高，初步验证了聚光光化学的光/热耦合协同。研制了10kW抛物槽型聚光太阳能天然气化学链制氢实验台，制氢温度从约850℃降至<500°C，在DNI=920W/m2时甲烷转化率达91.74%，太阳能-化学能效率可达59.37%，可匹配低聚光太阳能制燃料。国际首创中温太阳能同时驱动天然气的热化学转化、蓄能与二氧化碳捕集的理论、方法与系统，实现450°C下天然气完全转化与近零能耗碳捕集，对化石能源节省率从20%增至30%以上，助力“双碳”目标。
燃料源头低能耗捕集CO2方面，开展燃料源头低能耗捕集CO2的煤炭分级气化方法30kW实验验证，脱碳效率损失低于10个百分点，提供了煤炭分级气化与脱碳一体化发电方法新途径。开展了碳中和能源系统分析与集成，建立了低碳与安全相容的电力系统碳中和公式。参与科技部与中科院的碳中和技术发展路线图编制，为能源产业低碳发展提供了理论支撑。
本年度共发表学术论文38篇，其中24篇被SCI收录，4篇被EI收录；申请专利5项，获得8项专利授权。
主 任：金红光 副主任：郝 勇 刘启斌
