近日，科技日报发表了《新技术施展“膜”力 发电源头高效捕碳》的文章，报道了由天津大学作为项目牵头单位的国家重点研发计划项目“膜法捕集CO₂技术及工业示范”取得的重大进展。

该项目是在2017年，在国家重点研发计划“煤炭清洁高效利用和新型节能技术”专项支持下，由天津大学作为项目牵头单位，化工学院研究员王纪孝任项目负责人，化工学院教授王志作为碳捕集关键膜材料和制膜技术发明人任技术链各环节开发协调人，联合山东九章膜技术有限公司、中国科学院大连化学物理研究所和中石化南京化工研究院有限公司等全国多家单位，共同承担的。

项目基于天津大学发明的碳捕集关键膜材料和制膜技术，旨在开发出国际领先的膜法捕集CO₂完整技术链，并建成CO₂捕集率≥90%、产品气CO₂浓度≥95%的膜法碳捕集工业示范装置。CO₂膜分离技术节能与节地显著，环境友好，将为实现“碳达峰”和“碳中和”目标提供关键技术，具有显著经济、生态和社会效益。

“现阶段我国面临碳排放总量大、碳减排时间短、经济转型升级挑战多和能源系统转型难度大等复杂挑战。因此，要实现2060年前的碳中和目标需要采取有力措施。”天津大学王纪孝研究员介绍，在煤炭燃烧发电时排出的烟道气经脱硫、脱硝等工艺净化后的主要成分为二氧化碳和氮气（N₂），具有常压、排放量大、成分复杂和CO₂含量低等特点。因而捕集烟道气中的CO₂是实现碳捕获、利用与封存（CCUS）的重要环节，对降低温室气体排放、减少极端气候的发生具有重要意义。

为解决燃煤电厂烟道气碳捕集难题，项目团队逐一突破了膜材料规模化制备、膜规模化制备、膜组件研制和膜分离工艺及装置设计建造等各个环节的技术难题，攻克了膜法捕集CO₂的前沿核心技术，打通了膜法捕集CO₂技术链。项目组已经开发出高性能分离膜关键材料规模化合成制备技术和膜材料逐层复合工艺，建成了国内首套工业规模碳捕集膜生产线（年生产能力达10万平方米），突破了工业规模膜组件成型和批量制备技术，设计、建造并运行了国内首套膜法捕集烟道气CO2中试装置（烟气处理量达30Nm³/h），设计和开发出国内首套膜法捕集CO₂示范装置工艺包。

目前，在全国多家单位的协同努力下，膜法捕集CO₂工业示范装置（烟气日处理量为50000Nm³，CO₂年捕集量约3000吨）正在南京建设中，其运行及系统评价将在年内完成，预计将实现CO₂捕集率≥90 %、产品气CO₂浓度≥95 %的烟道气碳捕集目标。本项目有望引领国际碳捕集膜技术，为膜法捕集CO₂技术的工业化奠定基础。

王纪孝，天津大学化工学院研究员，国家重点研发计划“膜法捕集CO₂技术及工业示范”项目负责人，天津化学化工协同创新中心、化学工程联合国家重点实验室、天津市膜科学与海水淡化技术重点实验室骨干成员。在功能高分子材料，尤其是导电聚合物纳米材料的制备、表征与应用等方面的研究卓有成效。所研究材料的应用领域涉及膜与膜分离、金属防护、超级电容器、传感器等多个领域。某些研究产品已经进行了产业化、商业化。主持或参与包括国家重点研发计划、“863计划”、“973计划”、国家自然科学基金重点课题等各类项目共计近40项。在国际刊物上发表SCI论文200余篇，获授权发明专利30余项。

王志，天津大学化工学院教授，天津市膜科学与海水淡化技术重点实验室主任，化学工程联合国家重点实验室、天津化学化工协同创新中心骨干成员，天津大学图书馆馆长，国际著名学术期刊Journal of Membrane Science编委。多年来主要围绕海水淡化和CO2减排等国家重大需求展开膜科学与技术研究，在膜材料设计合成与分离膜规模化制备方面已取得较为系统的研究成果，建成了完整的膜与膜过程研发平台，开发出多种性能国际先进甚至领先的分离膜材料，具有较大国际影响力。主持科研项目40余项，其中包括国家自然科学基金重点项目4项、国家海洋公益性行业科研专项1项；作为骨干参加“973计划”“863计划”“国家重点研发计划”等7项。在国际著名期刊发表SCI论文200余篇，获授权发明专利49项。