面向“碳中和”背景下的广阔技术需求，本课题组重点关注电化学在储能领域的应用、固体废弃物资源化利用、高效清洁燃烧等领域：

1、功能纳米能源材料的气溶胶合成及应用（电化学储能）

功能纳米材料在绿色低碳领域（CO2RR、NRR、HER、电池等）具有较好的应用前景。当前，学界主要采用湿法化学的方式合成功能纳米材料，该方法在大规模工业应用中存在成本高、流程复杂等固有缺陷。气溶胶合成法（aerosol synthesis）是工业上制备粉体材料的成熟方法，具有成本低、可快速大规模制备粉体材料的优势。然而，在高端功能纳米材料领域，气溶胶合成法还未被充分关注。本课题组在燃烧源气溶胶生成机理与控制技术方面拥有良好的研究基础，拟将aerosol synthesis应用于功能纳米材料的可控制备，为不同工业场景下功能纳米材料的工业化制备与应用提供技术支撑。

2、固废热化学处理及污染物生成与控制

随着我国工业化程度和环保标准的提高，固体废弃物（生活垃圾、污泥、农林固废、电子垃圾、核工业放射性固废、报废含能材料等）的种类/产量逐年增加，原有的粗放处置方式已不适合社会发展的需要。热化学处置是一种彻底减容减量、无害化的固废处理方式，已广泛应用于处置生活垃圾、污泥等大宗城市源固废。但是，热化学处置过程中，固废中的有毒有害物质会在高温条件下分解并释放，如何控制固废热化学处置过程中污染物的生成并实现高效脱除，是固废热化学处置技术健康发展必须解决的问题。本课题组在煤粉高效清洁燃烧与污染物防控领域拥有丰富的研究基础与工程应用经验，已开展生活垃圾、低放射性固废、畜禽粪污等城市源、工业源大宗固体废弃物、报废推进剂的热化学处置研究。

3、生物炭的开发及应用

生物炭是生物质在缺氧条件下热解形成的富碳产物，多微孔，比表面积大，稳定性强，具有“碳封存”、改土和吸纳污染物等多种功能。由于其原料来源广泛、性质可调等特点，已在催化、环境治理、储能等领域受到广泛关注。本课题组针对富营养水体中氮磷资源的循环利用，开发了低成本的高效生物炭吸附剂，今后拟将研究拓展到水体中其他污染物的高效脱除。

4、燃烧源气溶胶的生成与控制

燃烧与人类生活和工业生产密不可分。燃烧通常伴随污染物的生成，如煤燃烧产生颗粒物/SOx/NOx等、天然气燃烧产生NOx等。实现高效清洁燃烧对能源清洁利用、环境保护至关重要。本课题组在固体燃料（煤、生物质、污泥等）燃烧方面拥有多年研究基础，尤其是燃烧源气溶胶的生成与防控方面，拥有气溶胶演化动力学模型和耦合CFD的颗粒群平衡演化代码。

5、流态化反应器优化设计

流态化反应器是工业上常见的反应装置，对其内“三传一反”过程的深入理解可以帮助我们优化反应器设计。本课题组在稠密气固两相流仿真方面具有丰富经验，已开展过350 MW循环流化床燃烧、含碳粉末流态化反应器优化等数值模拟工作，与华电集团、兰州石化等单位建立了良好的合作关系。