碳中和创新研究中心

一、主要研究方向和研究内容

本创新中心团队现建有储能、催化、等离子体能源转化和纯氨燃料燃烧实验室，团队致力于CO2能源转化和清洁能源NH3（氨能）的应用研究，利用低温等离子体技术，促进CHN循环利用，实现化碳、减碳和消碳。研究放电频率、放电功率、气体流量、放电间隙和放电长度大小以及介电常数等各种因素协同下对CO2转化率和能源效率的影响。通过理论探究、实验以及模拟的方法探究其背后机理，进而探究其化学进程中的电子与各种粒子的碰撞等本质问题，寻找出一套最适合工业生产的高效的等离子体处理参数，从而推动工业生产以及碳中和战略。主要研究方向：

1.低温等离子体协同催化二氧化碳能源转化：通过改进等离子体发生装置和能源转化反应工艺，降低能耗，提高能量利用效率。在低温等离子体反应器中，是通过电场加速电子，与分子发生电离或解离碰撞，激活的分子在催化剂的作用下发生转化反应。因此，可以通过提高有利于活化反应物分子的适当能量的电子的密度或增大其碰撞截面，同时降低低于活化反应物分子的低能电子或过高能量电子的密度，来提高能量利用率。进一步研究CO2和CH4分子的电离碰撞截面、解离碰撞截面及激发碰撞截面的物理机制，寻找合适的发硬通道及电子能量分布函数，合理设计等离子体反应器的放电长度和放电间隙等，优化能量利用率，降低能耗。目前该研究方向有教授1人，博士讲师1人，研究生5人。

2.清洁能源NH3（氨能）和H2（氢能）的应用研究：利用低温等离子体的放电反应与化学反应工程交叉结合研制设计最新型的等离子体催化反应器，使其充分发挥等离子体对反应物的活化作用及其与催化剂的协同催化作用，进一步实现绿氨生产、氨储存与运输及化工行业减碳消碳。目前该研究方向有副教授1人，博士讲师1人，研究生3人。

3.海洋能源及海洋消碳：利用太阳能、风能和潮汐能等清洁能源中的无法上网的弃能，并协同催化剂作用，可大大提高二氧化碳转化为液体燃料的转化效率。低温等离子体发生设备结构简单，可以与催化剂协同工作，可广泛部署在风电场、太阳能电场和海洋潮汐发电厂中，随时可以利用稳定性差的能源所产生的电场将二氧化碳转化为燃料储存起来，不仅大大减少因使用储电池所造成的环境污染，还可以将二氧化碳进行转化，使其再进入碳循环过程，实现城市双碳目标。目前该研究方向有副教授1人，研究生2人。

中心现可提供各类半导体器件的仿真模拟计算平台。提供锂离子电池、钠离子电池、超级电容器的表征、组装与测试相关硬件和软件平台。提供等离子体催化、光催化等测试评价平台；提供等离子催化和光催过高性能材料及机理分析服务。中心可以协同地理、化学、交通等多学科，紧密围绕国家重大战略需求，发挥多学科综合优势，抓住以绿色低碳为主题的新一轮技术革命、能源革命和产业变革机遇，将有力推动我校低碳技术、低碳经济的快速发展，全面提升相关产业和技术竞争力，汇聚全校优势资源，把碳中和创新研究中心打造成在省内外具有引领性的创新研究中心和海洋碳汇科学领域的人才高地，为我省实现碳达峰目标以及碳中和愿景贡献力量，为应对全球气候变化提供中国方案。

二、人才团队情况

鲁东大学碳中和创新中心，团队成员包括1名教授、2名副教授和2名博士讲师，现有研究生10名，团队负责人为马晓光教授。