課題組提出了燃料與聚光太陽(yáng)能互補(bǔ)源頭蓄能理論框架，闡釋了化石燃料熱化學(xué)轉(zhuǎn)換與源頭蓄能理論，剖析了能源互補(bǔ)中能源源頭能勢(shì)與轉(zhuǎn)化過(guò)程品位的耦合機(jī)理以及源頭蓄能能量互補(bǔ)、品位耦合的內(nèi)在規(guī)律，提出了中低溫太陽(yáng)能與燃料的熱化學(xué)互補(bǔ)在減小不可逆損失、實(shí)現(xiàn)源頭蓄能上的優(yōu)異潛力，突破了傳統(tǒng)熱力循環(huán)對(duì)太陽(yáng)能熱發(fā)電的限制。

基于上述蓄能理論，科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)出新型中低溫鈣鈦礦氧載體，提出了甲烷重整與化學(xué)鏈燃燒/化學(xué)鏈制氫疊加的中低溫?zé)峄瘜W(xué)源頭蓄能方法，探索了源頭蓄能的新機(jī)理，獲得了450°C下甲烷的近完全轉(zhuǎn)化，達(dá)成了溫度降幅400-600°C，實(shí)現(xiàn)了源頭CO2近零能耗捕集。在此基礎(chǔ)上，課題組研制出基于該方法的10kW熱功率中溫太陽(yáng)能甲烷熱化學(xué)轉(zhuǎn)化與源頭蓄能的原理樣機(jī)。

該研究在國(guó)際上首次成體系提出了一套理論、方法與系統(tǒng)，可以在中溫太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)下，同時(shí)實(shí)現(xiàn)天然氣的熱化學(xué)轉(zhuǎn)化、蓄能與二氧化碳捕集;從而實(shí)現(xiàn)了脫碳利用，提高了能源系統(tǒng)中太陽(yáng)能的占比，突破了第三代分布式能源系統(tǒng)的瓶頸;相對(duì)于常規(guī)的分布式能源系統(tǒng)，化石能源的節(jié)省率從20%提高到30%以上。

研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的支持。該工作經(jīng)過(guò)專家組問(wèn)詢，已通過(guò)課題績(jī)效評(píng)價(jià)。