二氧化碳捕集及其原位甲烷化技术研究进展

马花花; 刘日新; 赵明辉; 宋婷婷; 崔鹏俊; 王露潞; 郑浩; 曾亮

doi:10.19666/j.rlfd.202501021

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二氧化碳捕集及其原位甲烷化技术研究进展

热力发电 2025年54卷第6期页码：1-16

碳资源化利用与转化技术 | 更新时间：2025-09-28

- 二氧化碳捕集及其原位甲烷化技术研究进展
- Research progress of carbon dioxide capture and in-situ methanation technology
- 作者机构：
  
  1. 1:天津大学化工学院
  2. 2:金风绿能化工(兴安盟)有限公司
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划项目（2023YFB4104000）;内蒙古自治区重大创新平台（基地）建设科技支撑项目~~
- DOI：10.19666/j.rlfd.202501021
  中图分类号：
- 纸质出版：2025
- 稿件说明：
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马花花, 刘日新, 赵明辉, 等. 二氧化碳捕集及其原位甲烷化技术研究进展[J]. 热力发电, 2025,54(6):1-16.

Research progress of carbon dioxide capture and in-situ methanation technology[J]. Thermal Power Generation, 2025, 54(6): 1-16.
马花花, 刘日新, 赵明辉, 等. 二氧化碳捕集及其原位甲烷化技术研究进展[J]. 热力发电, 2025,54(6):1-16. DOI： 10.19666/j.rlfd.202501021.

Research progress of carbon dioxide capture and in-situ methanation technology[J]. Thermal Power Generation, 2025, 54(6): 1-16. DOI： 10.19666/j.rlfd.202501021.

摘要

近年来，碳捕集、利用与封存（carbon capture utilization and storage

CCUS）技术在减少CO_2排放方面取得了显著进展，但其高能耗和复杂的工艺流程限制了大规模推广应用。为提升能源利用效率，集成二氧化碳捕集与利用（integrated CO_2 capture and utilization

ICCU）技术逐渐成为研究的重点方向，该技术通过双功能材料（dual-functional materials

DFM）实现CO_2的捕集与原位转化，直接将捕集的CO_2高效转化为具有经济价值的化学品。与传统CCU技术相比，ICCU技术大幅简化了CO_2解吸、压缩和运输等步骤，具有广阔的应用潜力。围绕ICCU-甲烷化（ICCU-Methanation

ICCU-Met）技术，首先系统介绍了ICCU-Met过程并从热力学角度分析了该技术实现CO_2捕集与转化的可行性；随后重点探讨了应用于该过程的双功能材料，分析了其在CO_2捕集能力、催化活性、稳定性等方面的表现；并针对ICCU-Met技术面临的过程放大挑战，分析了实际工业烟气条件、反应器设计及技术经济性等方面的问题；最后总结了该技术的发展瓶颈，并提出了未来可能的研究方向。

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