




版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
面向二氧化碳的光子科学建制化研究平台CO2-orientedInstitutional
Research
Platformof
PhotonScience中国科学院上海高等研究院(SARI)科研单元布局
ResearchdepartmentsatShanghaiAdvanced
ResearchInstitute
(SARI)
基础交叉研究中心Interdisciplinaryfundamentalresearches智能信息通信技术研究与发展中心Informationandcommunication上海同步辐射光源ShanghaiSynchrotron
Radiation
Facility
(SSRF)国家蛋白质科学研究设施(上海)Nationalcenterfor
proteinscience
SH低碳转化科学与工程中心Lowcarbonscience
andengineering先进能源系统与装备研究与发展中心Advancedenergysystemandequipment绿色化学工程技术研究与发展中心Greenchemistryandchemicalengineeringl目前实现大规模化石能源零排放利用的唯一选择/low-
carbonuseoffossilenergy
on
a
large
scalel保持电力灵活性的主要手段/Maintaining
electricalflexibilityl钢铁
、
有色
、
化工
、
水泥等难
减
排
行
业
的
必
要
方
案
/Solution
for
steel,
non-ferrous,chemical,
cementandother
processindustriesl非化石能源
“
碳元素
”获取
和
循
环
利
用
的
主
要
手
段/Sourceofnon-fossilcarbon
elementl与新能源等耦合的负排放技术是实现碳中和目标的托底
保障/Negative
emission
technologies
coupled
with
newenergy
arethe
underpinning
guaranteeforachievingcarbon
neutrality碳捕集利用与封存(CCUS)的概念和定位PositionandconceptofCarbonCapture,
Utilization
and
Storage
(CCUS)CCUS是指将CO2从碳利用过程与大气中分离出来,直接加以利用或注入地层以实现CO2减排的工业过程
CCUS:SeparateCO2
withthefollowing
utilizationor
injection
into
geologicalformations碳中和愿景下CCUS的定位和作用Orientationand
roleofCCUSina
carbon
neutral
vision来源:中国CCUS年度报告(2021)
Source:Annual
reportofCCUS
inChina上海高研院在CCU领域已具备了显著的学术和行业影响力SARI’sfocusandinfluence
in
CCU知名期刊论文400余篇Over400
High
Profile
Papers牵头制定国家战略NationalCCUS
Strategy基础前沿系列突破Fundamental
Researches关键技术形成示范IndustrialDemonstrationAdsorption-based
CO2
capture
CO2
reforming
of
CH4
CO2
hydrogenation
to
MeOH
Microalgae-based
CO2
fixationCCUS
RoadmapChina
(2011)Tech.
Evaluationon
CCU
in
China
(2013)CCUS
RoadmapChina
(2019)Tech.
Evaluationon
CCUS
in
China
(2021)碳转化CO2
Conversion高活性高选择性催化剂(High
performing
catalysts)CO2高效定向活化机理(Effective
and
selective
activation)
多尺度碳利用过程机制(Multi-scale
mechanism)碳捕集CO2
Capture高性能捕集介质设计(High
performance
capture
agent)吸脱附原位动态机制(In-situ
dynamic
mechanism)低能耗捕集过程强化(Process
intensification)Research探索一代 研发O示范一代Improving
Reduction2nd
Gen.1st
Gen.3rd
Gen.LoweringCost2nd
Gen.3rd
Gen.1st
Gen.CCU发展趋势:降能耗、
降成本FutureofCCU:
Energy
reduction,lowering
cost碳排放Carbon
Emission
一代TimeTimeCost上海光源目前有27线39站服务用户,
10线20站在建,总投资近35亿,是我国目前服务用户最多、
成果
产出率最高的大科学装置。
SSRF
provides
27
beamlines
and
39
end
stations
in
operation,
andthere
are
10beamlines
and
20
end
stations
under
construction,with
a
total
investment
ofnearly
3.5
billionYuan.The
largest
numberofusersandthehighest
output
rate
in
China.电子能量
Electron
Energy:3.5GeV周长
Perimeter:432m流强
BeamCurrent:260
0.5mA
(Topup)自然发射度Natural
Emittance:
3.9nm-rad上海光源:中能第三代同步辐射光源
SSRF:
Medium
EnergyThirdGenerationSynchrotron
Radiation
LightSource
3.5GeV电子储存环总长432m150MeV电子
直线加速器27线39站运行全能量增强器
C=180m建制化团队Institutional
Team上海高等研究院(SARI)大连化学物理研究所(DICP)上海应用物理研究所(SINAP)化学研究所(IC-CAS)面向二氧化碳的光子科学建制化研究平台
CO2-oriented
Institutional
Research
Platform
of
Photon
Science
CCU领域基础科学问题ScientificfundamentalsonCCUCCU领域的新理论、
新方法、
新过程Newtheory,
new
methods,
newprocessfor
CCUCCUS技术专属研发平台Dedicated
R&D
platformforCCU建制化研发能力
Institutional
ResearchCapability
立方级评价装置
Nm3-scale
evaluation基于光子科学的先进表征平台PhotonScience-basedAdvancedCharacterization
PlatformBL16B1超快成像线站高通量XRD/SAXSBL05U
ED-XASSpectroscopy)建制化研发能力
Institutional
ResearchCapability
l
能量色散X射线吸收谱(
Energy
dispersive
XAS)40000images/s
collectionGPU加速的重构算法,大幅度提升实验效率和重构速度GPUacceleratedreconstructionalgorithms谱学计算解析局域结构/吸附基团信息XAFScalculationstodetermine
localstructure/adsorptiongroupl
吸收谱多重散射模拟(
Multiple-ScatteringCalculationsofXAFS
)基于软X射线的精细电子结构Fineelectronicstructurebased
on
soft-X-RayProcessingsoftwarefortime-resolvedstructuraldynamicsl
X射线共振发射谱(
Resonant
X-ray
Emissionl
全场纳米CT(
Full
Field
NanoCT)Traditionaltech.
Research
goalImprove
>
100%MaterialefficiencyTotal
energyconsumptionTotal
cost针对传统碳捕集技术能耗高、
成本高的关键瓶颈,改变二氧化碳解吸过程热力学驱动力,构建碳捕集新方法,大幅提升捕集时效并降低反应能耗,从而大幅降低碳捕集及利用综合减排成本Developing
newcapture
process
usingalternativethermodynamicdrivingforceof
CO2,
so
as
to
increasethecaptureefficiencyandreducetheenergy
consumption
共反应物化学活性推动CO2捕集-转化一体化Chemistrypotentialpromotesintegratedcapture&
conversion
吸附剂结构柔性推动“呼吸式”吸脱附Flexiblestructurepromotes
"breathing"adsorption&desorption
原位、实时、动态表征Insitu,real-time,dynamiccharacterization理论/方法创新推动技术创新Theoretical/methodologicalinnovationpromotestechnologicalinnovation
捕集率、转化率均大于90%Capture
rate&conversion
rate
>90%
吸附容量大于12wt.%Adsorptioncapacity
>
12wt.%碳捕集关键技术瓶颈Keytechnical
bottlenecks能耗
Energyconsumption
>2.5GJ/tCO2
成本Cost
>260
RMB/tCO2混合MixLeanphaseCO2富相Rich
phase研究领域1:低成本碳捕集
Research
area
1:
Low-cost
CO2capture
Phasesplitter分相器Decrease
>20%Decrease
>
10%CO2贫相通过原位XAS技术深入研究了CO2捕集-甲烷化一体化过程在临氧条件下的失活机理,构建了具备“牺牲位点”
的吸附-催化双功能材料,支撑完成了千方级小试,碳捕集率和转化率均达到90%以上In-depthinvestigationonthedeactivationunder
aerobic
conditionwas
investigated
using
in-
situXAS,and
new
materialswith
“sacrificial
sites”weredesigned,
basedwhich
1000-Nm3
scaletestingwascarriedout,achievingover90%CO2
captureand
conversion
ratio研究领域1:低成本碳捕集
Research
area
1:
Low-cost
CO2capture
95%CO2捕集CO2
capture93%CO2转化CO2
conversion94%温室效应降低GHG
reduction基于XAS的原位失活机制研究组件和数据拾取、分析方法In-situXASdatacollection,
processing,andinterpretationNi-based
DFMswithhighoxygen-resistanceforintegratedCO2
captureandconversion,Publicationpreparation临氧条件快速失活
高耐氧稳定性运转研究手段
MethodologySynchrotron
Structure-functionradiation
detection
relationshipInterfacecollaborationGas-solid/liquid-solidinterface针对CO2热催化中表界面结构动态演变和电催化还原C2
+产物选择性调控问题,发展高压动态XAS及IR表征方法
和高灵敏液固界面探测的XAS及XPS表征方法,实现CO2热催化还原精准调控和工业电流密度高选择制C2新过程Aimingatthedynamicevolution
of
surface
interface
structure
and
the
selective
conversion,
high
pressure
dynamicXASandIRcharacterizationmethodsand
highlysensitive
liquid-solid
interface
detection
ofXAS
and
XPScharacterization
methodsweredevelopedtorealizeprecise
regulation
of
CO2
conversionand
particularly
new
processesofC2
productionwith
highselectivityofindustrialcurrent
density研究领域2:高选择性CO2转化
Research
area
2:
Selective
CO2
conversion
科学问题Question气固/液固界面的动态演变Dynamicevolutionofgas-solid/liquid-solidinterfaceCO2活化及产物选择性控制CO2
activation&productselectivecontrol科学目标ObjectiveCO2
reductionCO2
removalAstronautH2OelectrolysisCO2
reductionAir通过钌(
Ru)与氧化物的界面调控实现CO2定向还原生成CH4或CO,研制高性能Ru基CO2
甲烷化催化剂并
成功应用于我国空间站Directed
reductionofCO2
toCH4
orCOwasachieved
byinterfacial
regulationof
ruthenium
(Ru)
and
oxide.
The
high-performance
Ru-basedCO2
methanationcatalystwasdevelopedandsuccessfully
applied
to
the
Chinesespace
station二氧化碳还原组件在空间站核心仓稳定运行超过6个月TheCO2
reduction
moduleoperatedsteadilyinthe
station'score
module
for
more
than
6
monthsH.Xin,Q.
Fu*,XH
Bao*,J.Am.
Chem.
Soc.2022,
144,
11,4874研究领域2:高选择性CO2转化
Research
area
2:
Selective
CO2
conversion
揭示覆盖度驱动的C2产物选择性变化机制,实现安培级(
3.1A
cm-2
)电流密度CO2电催化还原制乙酸等C2
+产物,
乙酸的碳选择性达到70%,CO单程转化率达到75%The
selectivity
change
mechanism
ofC2
products
driven
by
coveragewas
revealed,
and
C2
+
products
such
as
aceticacidwere
produced
byCO2
electrocatalytic
reductionatampere-level
(3.1
A
cm-2)
current
density.
The
carbonselectivityofaceticacid
reached70%andthe
conversion
rate
of
CO
reached
75%研究领域2:高选择性CO2转化
Research
area
2:
Selective
CO2
conversion
P.
F.Wei,
D.
F.Gao,T.
F.
Liu,G.X.Wang,X.
H.
Bao,
et
al.,
Nature
Nanotechnology,
in
press.组装出最高功率2.85千瓦的电解电堆Assembleanelectrolytic
reactorwiththe
highest
powerof2.85
kWC2产物乙烯和乙酸选择性的精准调控Preciseselective
regulationofethylene/aceticacidproduction针对固体氧化物电解池高温制氢材料界面活化机理、
输运机制及反应过程等关键科学问题,发展同步辐射
原位衍射、
吸收和成像方法,建立国际先进的高温电化学同步辐射原位研究平台,解析界面结构演变与电
池性能衰减的关联机制,研制高电流长寿命电解池,达到国际领先水平Focusingonthe
interfacialactivation
mechanism,transport
mechanism
and
reaction
process
of
high
temperature
H2
production
materials
in
solid
oxideelectrolyticcell,wedeveloped
in-situ
diffraction,
absorptionand
imaging
methodsofsynchrotron
radiation,establishedan
internationally
advanced
in-
situ
research
platform
for
high
temperature
electrochemical
synchrotron
radiation,
analyzed
the
correlation
mechanism
betweeninterfacestructureevolutionand
batteryperformance
attenuation,
and
developed
highcurrentandlong
lifeelectrolytic
cell研究领域3:高温电解水制氢
Research
area
3:
High-temperature
H2O
electrolysis
PhasetransitionActivation
ElementDifferentTech.TemperatureMaterial
poisoning
InternationalHydrogenelectrode
reactioninterfaceLatticethermal
mismatchChemicalcompatibilityPore
structureParticlecoarseningCu
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 口腔颌面部软组织囊肿
- 工程项目管理责任体系试题及答案
- 经济师考试基础知识补充试题及答案
- 班徽设计说明
- 行政管理公共关系实务能力测试题及答案
- 经济法学习与考试试题及答案
- 水利水电工程考试精要概述试题及答案
- 管桩生产工艺流程讲解
- 项目管理中的资源冲突分析试题及答案
- 2025年工程经济 exam prep试卷题目试题及答案
- 2021人教版新教材高中英语必修三全册课文翻译(中英文Word)
- 实习证明模板下载版新版
- 研究生入学体检表
- 工控培训教程、手册合集倍福plc从入门到精通
- IVD医疗器械的机器视觉视觉读码器机器视觉图形图像识别诊断图像判别 解决方案
- 三年级下册美术教案-第11课 门票设计-非遗馆|浙美版
- 档案袋密封条模板
- I-am-a-bunny-绘本教学课件
- 关键工序清单(土建专业)
- 学院“课程思政”建设管理办法(新)
- 基于android平台的实时公交查询系统方案
评论
0/150
提交评论