碳捕获和储存(CCS)应用为迫切需要来自固定来源(包括发电厂和工业过程)的碳中性能源提供了可行的解决方案。目前最成熟的燃烧后捕集技术使用液体吸附剂,即胺洗涤。然而,使用现有技术,液体吸附剂的再生需要大量热量,这会带来大量的能耗。在较高温度下运行可以通过将废热重新整合到动力循环中来减少这种能量损失。用于中高温的新型固体吸收剂,如CaO,在中试工厂研究中表现出了良好的前景,但由于其在连续循环时的容量保持能力较差,仍远远不够理想。本演示将描述我们旨在合理选择和设计碳捕获和存储应用材料的研究。我们使用材料项目数据库1中氧化物材料的从头计算,以筛选具有最佳热力学和动力学特性的新型材料,用于CO2循环应用。通过测定材料的优化结构和基态能量,我们在模拟不同大气CO2浓度下材料的碳化平衡和相稳定性的基础上,在数据库中构建了材料筛选程序。从筛选中确定了许多有希望的材料,我们目前正在通过综合方法(包括热重分析、原位x射线衍射和显微镜)对其性能进行实验研究。通过这种方式,我们能够评估筛选方法的有效性,并利用实验研究提供的见解来迭代改进整个过程。