本项目针对碳捕集技术能耗较高的挑战，以实现太阳能热利用辅助碳捕集为目标，构建了基于固-气化学吸附反应和变温真空解吸技术的热力循环。面向太阳能热集成，通过对基于平衡（equilibrium）的吸附热力学关系、吸附过程、循环的热力学构建以及太阳能集成热力学性能评价的逐层递进研究，实现了针对典型碳源浓度（500ppm-25%）、典型热源（60-95oC）条件下的高效捕集，完成了热力循环稳态性能和太阳能热化学集成的特性分析，最终考察了太阳能低中品位热能在吸附碳捕集领域中集成的可能性和可行性，探索了碳捕集领域内典型能量形式之间的高效转化与利用规律，初步掌握了通过热力循环完成低能耗吸附碳捕集的方法。 项目研究成果凝练为学术论文25篇（第一标注），其中SCI索引11篇（通讯作者），项目负责人邓帅受邀参加第十五届国际清洁能源大会，做分会场主题（keynote）报告，介绍创新技术路线。在本项目资助下，培养硕士研究生4人、博士研究生4人，其中博士研究生赵睿恺获得2017年度吴仲华奖学金。此外，太阳能辅助吸附碳捕集技术路线获得第17届国际可持续能源技术大会2018年创新奖。 2100433B

针对碳捕集技术补偿能耗较高的问题，本研究以实现太阳能驱动碳泵循环为目标，构建基于固-气化学吸附反应和变温真空解吸技术的热力循环。该循环使用“胺基固态吸附剂-CO2”为吸附工质对，可在25oC常温条件下对低浓度碳源进行吸附，在75-90oC区间进行高浓度CO2解吸，维持循环的解吸热由太阳能中低温热源提供，不仅实现了CO2的低能耗富集，也实现了中低品位太阳能向化学势能的高效转化。.研究首先基于经典热力学，建立碳泵研究理论及框架，其后应用模拟和实验方法，围绕太阳能热化学吸附碳泵系统这一实例展开研究，考察不同碳源（500ppm-25%）、再生热源（60-95oC）条件下碳泵循环能质交换平衡特征和热力学完善度，探索时变条件下循环的动态特性，量化太阳能辐照强度等外部参数对碳泵系统在碳质迁移能力、效能方面的影响，确定主、被动措施的协同调控能力和优化配置，完成太阳能在热化学吸附碳泵系统内的梯级利用。

本项目针对单组分吸附热泵在高真空或高压下运行效率逐渐下降等缺点，采用混合工质的太阳能吸会热泵系统，研究混合工质在耦合循环中的非稳态、变温吸附与解吸的传热传质过程特性，获得ＳＡＨＰ系统在接近大气环境的操作条件下的热力学循环理论和最佳混合比模型，为吸附热泵操作的可靠性和提高系统效率提供理论基础。对太阳能的有效利用和环保具有重要意义。