一、實(shí)驗(yàn)室簡介
煤炭高效低碳利用全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室依托單位是中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所,共建單位是中國科學(xué)院工程熱物理研究所,其前身是煤轉(zhuǎn)化國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。
煤轉(zhuǎn)化國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室1991年由國家計(jì)委批準(zhǔn)利用世界銀行貸款籌建,1995年通過國家驗(yàn)收正式對外開放。2022年根據(jù)國家科技創(chuàng)新體系建設(shè)要求,實(shí)驗(yàn)室調(diào)整優(yōu)化科研布局、對接國家重大需求、推動(dòng)多學(xué)科交叉、錨定學(xué)科前沿,與中國科學(xué)院工程熱物理研究所循環(huán)流化床實(shí)驗(yàn)室融合,組建煤炭高效低碳利用全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,2023年3月由科技部正式批準(zhǔn)建設(shè)。
定位及目標(biāo):
實(shí)驗(yàn)室面向“雙碳”背景下國家能源安全的重大戰(zhàn)略需求,以協(xié)調(diào)解決煤炭利用效率與生態(tài)環(huán)境問題為目標(biāo),圍繞煤炭高效清潔燃燒、煤直接轉(zhuǎn)化、煤基液體燃料與化學(xué)品合成、污染物控制與資源化利用等的關(guān)鍵科學(xué)和工程技術(shù)問題,開展定向基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵核心技術(shù)突破和重大系統(tǒng)集成創(chuàng)新,創(chuàng)建煤炭高效低碳利用研究新模式、新范式,形成一支國際影響力顯著的國家戰(zhàn)略科技力量,為煤炭高效低碳利用提供核心技術(shù)和系統(tǒng)解決方案,助力“雙碳”背景下煤化工可持續(xù)發(fā)展,保障國家能源戰(zhàn)略安全。
研究方向及重要進(jìn)展:
方向一:煤炭清潔燃燒利用
方向二:煤直接轉(zhuǎn)化過程的化學(xué)與工程基礎(chǔ)
方向三:煤制清潔油品的化學(xué)與工程基礎(chǔ)
方向四:煤基化學(xué)品的催化與化學(xué)反應(yīng)工程
方向五:煤基污染物控制與資源化利用
自1995年開放以來,實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)了973、863、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家杰出青年科學(xué)基金、國家優(yōu)秀青年科學(xué)基金、國家基金重點(diǎn)項(xiàng)目、中科院重大和方向性項(xiàng)目、省部委項(xiàng)目、國際合作項(xiàng)目、橫向合作項(xiàng)目等多項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù),已形成了任務(wù)帶學(xué)科、學(xué)科促任務(wù)的良好發(fā)展態(tài)勢。取得的重要進(jìn)展如下:
煤制油技術(shù):創(chuàng)制了高性能費(fèi)托合成工業(yè)催化劑,開發(fā)了全球首套單臺(tái)規(guī)模最大50-80萬噸費(fèi)托合成反應(yīng)器,實(shí)現(xiàn)了400萬噸/年高溫漿態(tài)床煤制油技術(shù)商業(yè)化運(yùn)行,2021年獲國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
煤炭清潔燃燒和高效發(fā)電技術(shù):開發(fā)了適應(yīng)煤種多樣性清潔高效循環(huán)流化床燃燒技術(shù),實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用(3000臺(tái));完成了國際首臺(tái)350 MW超臨界多邊形爐膛CFB鍋爐工程技術(shù)示范;實(shí)現(xiàn)了工業(yè)鍋爐和2500 t/d水泥窯爐NOx排放達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn),相關(guān)成果獲中國科學(xué)院杰出科技成就獎(jiǎng)。
煤基污染物控制與資源化利用:開發(fā)了性能優(yōu)異的硫氮汞污染物一體化脫除炭基催化劑及匹配的移動(dòng)床工藝;完成了300萬m3/h煙氣污染物脫除工業(yè)示范,實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定運(yùn)行和超低排放,相關(guān)成果列入生態(tài)環(huán)境部推廣技術(shù)。
官網(wǎng):https://sklcc.sxicc.ac.cn/
二、實(shí)驗(yàn)室主任
溫曉東,男,1980年10月生。國家杰青、十四五重點(diǎn)研發(fā)催化專項(xiàng)總體組專家。1998.09-2002.07內(nèi)蒙古師范大學(xué)、化學(xué)教育、學(xué)士;2001.09-2007.07 中科院山西煤化所、物理化學(xué)、博士;2007.11-2010.11康奈爾大學(xué)、博士后;2010.12-2014.08洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室、西博格研究員;2014.09-至今中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所、研究員。
長期從事多相催化基礎(chǔ)研究工作,通過計(jì)算化學(xué)與原位表征相結(jié)合的方法研究反應(yīng)條件下催化劑結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)演變規(guī)律及定量構(gòu)效關(guān)系,揭示了工況下催化劑結(jié)構(gòu)的多樣性,建立了催化活性相精細(xì)調(diào)控的理論和方法,支撐了我國新一代煤制油過程核心工業(yè)催化劑的研發(fā),相關(guān)研究方法也為低溫甲醇水重整制氫、水煤氣變換、氫甲?;磻?yīng)等提供了基礎(chǔ)支持。提出了將數(shù)據(jù)技術(shù)、智能技術(shù)等與催化研究過程交叉融合的學(xué)科發(fā)展思路,助力催化過程研究范式的變革,初步建立了相關(guān)多相催化研究數(shù)據(jù)庫體系,為探索催化科學(xué)理性研發(fā)提供了新途徑和新模式。
在Nature, Science, Chem. Rev., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed.等雜志發(fā)表論文200余篇,授權(quán)專利及軟件著作權(quán)10件,參與制定國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)。近5年來,主持過多項(xiàng)國家及部委重點(diǎn)項(xiàng)目,如國家基金委重大研究計(jì)劃(碳基能源轉(zhuǎn)化利用的催化科學(xué))-重點(diǎn)培育項(xiàng)目、國家杰出青年科學(xué)基金等。
三、第六屆學(xué)術(shù)委員會(huì)委員
四、組織機(jī)構(gòu)
五、研究人員
圍繞煤炭高效清潔燃燒、煤直接轉(zhuǎn)化、煤基液體燃料與化學(xué)品合成、污染物控制與資源化利用等的關(guān)鍵科學(xué)和工程技術(shù)問題,實(shí)驗(yàn)室持續(xù)加大研究隊(duì)伍調(diào)整和人才培養(yǎng)力度,以引進(jìn)人才和培養(yǎng)人才相結(jié)合的方式建設(shè)研究團(tuán)隊(duì),形成了以研究員為學(xué)術(shù)帶頭人,中青年研究人員、研究生為主體的研究隊(duì)伍。
實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有固定人員105人,93人具有博士學(xué)位,45歲以下青年人員79人,占比75.2%;正高級職稱54人,占比51.4%;主要包括:國家杰出青年基金獲得者4人、國家優(yōu)秀青年基金獲得者2人、國家人才計(jì)劃入選者7人、國家“百千萬人才工程”入選者1人、科技部“中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才”入選者4人、政府特殊津貼獲得者7人、中國科學(xué)院BR計(jì)劃15人、中國科學(xué)院引進(jìn)技術(shù)人才1人、中國科學(xué)院關(guān)鍵技術(shù)人才3人、中國科學(xué)院技術(shù)支撐人才3人、山西省“三晉英才”高端領(lǐng)軍人才7人、山西省學(xué)術(shù)帶頭人9人、山西省新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才6人。
六、依托單位
中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所是高技術(shù)基地型研究所,主要從事能源環(huán)境、先進(jìn)材料和綠色化工三大領(lǐng)域的應(yīng)用基礎(chǔ)和高技術(shù)研究與開發(fā)。
中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所的前身是中國科學(xué)院煤炭研究室,于1954年在大連中國科學(xué)院石油研究所(即現(xiàn)在的中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所)掛牌成立。1961年,煤炭研究室擴(kuò)建為中國科學(xué)院煤炭化學(xué)研究所并開始向太原搬遷。1978年9月改名為中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所并沿用至今。
建所以來,山西煤化所以協(xié)調(diào)解決能源利用效率與生態(tài)環(huán)境問題和重點(diǎn)突破制約國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先進(jìn)材料瓶頸為目標(biāo),在能源和材料領(lǐng)域突破系列關(guān)鍵技術(shù),滿足國家能源戰(zhàn)略安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略性重大需求。“十四五”時(shí)期,山西煤化所將面向國家重大需求,面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場,聚焦國家碳達(dá)峰、碳中和戰(zhàn)略部署,圍繞煤炭高效低碳利用、炭基新材料制備與應(yīng)用、氫能與燃料電池核心關(guān)鍵材料、污染物協(xié)同控制及廢棄物資源化利用四個(gè)主攻方向,開展定向基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)和重大系統(tǒng)集成創(chuàng)新,引領(lǐng)煤炭綠色低碳與高端炭基材料發(fā)展方向,成為我國能源、材料領(lǐng)域創(chuàng)新能力強(qiáng)、影響力大、不可替代的戰(zhàn)略科技力量。截至2023年底,山西煤化所共有在職職工519人。其中專業(yè)技術(shù)人員456人,包括研究員及正高級工程技術(shù)人員80人、副研究員及高級工程技術(shù)人員152人。其中國家杰出青年基金獲得者3人,國家優(yōu)秀青年基金獲得者3人,中國科學(xué)院關(guān)鍵技術(shù)人才6人,中國科學(xué)院青促會(huì)優(yōu)秀會(huì)員3人,山西省學(xué)術(shù)帶頭人14人,山西省新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才8人。
山西煤化所擁有太原桃南園區(qū)、小店園區(qū);擁有煤炭高效低碳利用全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、煤炭間接液化國家工程研究中心、碳纖維制備技術(shù)國家工程研究中心、山西煤化工技術(shù)國際研發(fā)中心以及與潞安集團(tuán)共建的國家煤基合成工程技術(shù)研究中心等國家級研發(fā)單元;中科院(山西省)炭材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、山西省粉煤氣化工程研究中心、山西省生物煉制工程技術(shù)研究中心、山西省石墨烯技術(shù)工程研究中心、山西省熱塑性復(fù)合材料工程研究中心等院、省級研發(fā)單元以及應(yīng)用催化與綠色化工實(shí)驗(yàn)室所級研發(fā)單元。
山西煤化所是1981年國務(wù)院學(xué)位委員會(huì)批準(zhǔn)的首批博士、碩士學(xué)位授予單位之一,現(xiàn)有博士生導(dǎo)師50人,碩士生導(dǎo)師62人,設(shè)有化學(xué)、化學(xué)工程與技術(shù)、材料科學(xué)與工程3個(gè)一級學(xué)科碩士、博士研究生培養(yǎng)點(diǎn);材料與化學(xué)、資源與環(huán)境2個(gè)全日制專業(yè)碩士授權(quán)點(diǎn),并設(shè)有1個(gè)化學(xué)專業(yè)一級學(xué)科博士后流動(dòng)站。共有在學(xué)研究生396人(其中碩士生182人、博士生214人)。
山西煤化所主辦有《燃料化學(xué)學(xué)報(bào)(中英文)》和《新型炭材料(中英文)》等學(xué)術(shù)刊物,均被《中文核心期刊要目總覽》收錄。其中,《燃料化學(xué)學(xué)報(bào)(中英文)》被美國工程信息公司數(shù)據(jù)庫(EI COMPENDEX)等收錄并與Elsevier出版集團(tuán)合作ScienceDirect在線出版英文網(wǎng)絡(luò)版(Journal of Fuel Chemistry and Technology);《新型炭材料(中英文)》被美國科學(xué)引文索引擴(kuò)大版數(shù)據(jù)庫(SCI-E)、美國工程信息公司數(shù)據(jù)庫(EI COMPENDEX)等收錄并與Elsevier出版集團(tuán)合作ScienceDirect在線出版英文網(wǎng)絡(luò)版(New Carbon Materials)?!度剂匣瘜W(xué)學(xué)報(bào)(中英文)》曾榮獲全國“百強(qiáng)科技期刊”和“中國精品科技期刊”,《新型炭材料(中英文)》曾榮獲全國“百強(qiáng)科技期刊”和“中國出版政府獎(jiǎng)提名獎(jiǎng)”。
山西煤化所在各個(gè)歷史時(shí)期為國家潔凈能源與先進(jìn)材料技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化以及國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn),共計(jì)獲得全國科學(xué)大會(huì)獎(jiǎng)、國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)、國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)、中國科學(xué)院科技成果獎(jiǎng)、發(fā)明獎(jiǎng)、自然科學(xué)獎(jiǎng)、杰出成就獎(jiǎng)以及省部級科技成果獎(jiǎng)247項(xiàng),國家授權(quán)專利865項(xiàng)。?
山西煤化所將以人才隊(duì)伍優(yōu)化為核心,以重大項(xiàng)目實(shí)施為牽引,以對外合作交流為窗口,以創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)為保障,全面實(shí)施“率先行動(dòng)”計(jì)劃,在國家創(chuàng)新體系建設(shè)中,積極發(fā)揮國立科研機(jī)構(gòu)引領(lǐng)示范作用,不斷加快現(xiàn)代化研究所建設(shè)步伐。
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