熔鹽具有使用溫度范圍廣、工作壓力低、傳儲熱性能好及化學性質穩定等優點，作為一種理想的傳儲熱工質，在核能、儲能、太陽能及高溫催化等領域發揮著重要的作用。在“雙碳”戰略背景下，利用熔鹽開展高溫二氧化碳捕獲研究可以為清潔能源關鍵技術研發、構建低碳多能融合系統提供重要的支撐。

近日，中國科學院上海應用物理研究所在高溫熔鹽用于二氧化碳捕獲和熱化學儲熱方面取得重要進展，相關成果以“Performance improvement of Na4SiO4 doped with Li2CO3-K2CO3 for high-temperature CO2 capture and thermochemical energy storage”為題，發表在化工類國際權威期刊《Chemical Engineering Journal》，論文第一作者為凌長見副研究員，通訊作者為唐忠鋒研究員。

本研究中，研究人員通過熔鹽摻雜制備了混合熔鹽吸附劑，系統研究了其動態、恒溫和循環CO2捕獲性能及熱化學儲熱性能。結果表明，高溫條件下，該熔鹽吸附劑的最大CO2吸附容量達到20.64%（質量百分比），最大轉化效率和熱化學儲能密度分別達到95.7%和788 kJ/kg，循環性能提高50%。通過密度泛函方法計算揭示了CO2在該熔鹽共吸附表面的化學吸附機理。熔鹽摻雜可以提高其表面CO2吸附能，增強吸附表面C-OS共價相互作用，降低CO2/熔鹽體系CCO2原子和Osorbent原子p軌道能級，從而促進其對CO2吸附。該工作模擬結果與實驗值吻合良好，為高溫CO2捕獲和熱化學儲熱材料設計提供了新工藝思路和方法。

本研究得到了國家自然科學基金和青海省基礎研究計劃項目的支持。

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https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.146921