面向国家双碳战略目标，绿色、高效捕集与封存二氧化碳（CO₂）成为当前科学界研究的焦点。近日，我校新能源学院程传晓副教授团队在《Chemical Engineering Journal》（中科院一区，影响因子IF=13.4）发表题名为“Carbon dioxide hydrate formation synergistically enhanced by calcium hydroxide and tetrafluoroethane under low-pressure conditions”（低压条件下氢氧化钙和四氟乙烷协同增强二氧化碳水合物形成）的高水平论文。

程传晓副教授团队长期致力于笼型水合物相变储能技术和应用研究，系统开展了相变蓄冷、H₂-CO₂混合气分离、复合储氢等研究。在本文中，创新性提出Ca(OH)₂与R134a的协同成核新思路，将CO₂水合物形成压力从传统2.5 MPa大幅降至0.74 MPa，突破高压限制难题。通过动力学和热力学双驱动，使CO₂转化率高达63%，较现有技术提升50%以上，实现“低能耗、高收益”的碳封存。创新利用Ca(OH)₂与CO₂反应生成的纳米级碳酸钙颗粒（10-1000 nm）作为成核位点，加速水合物生长，突破传统技术成核缓慢瓶颈，并且通过原位拉曼光谱与X射线衍射首次系统揭示SII + SI型CO₂水合物结构在热力学动力学双驱动条件下的稳定成核生长机制。该研究丰富了CO₂水合物形成领域的理论方法，也为CO₂水合物在蓄冷、气体分离和食品保鲜等领域的实际应用提供了新的策略和技术支持。

未来，团队将进一步深入剖析水合物在成核、生成、转化和释放过程中的微观机理，系统研究其结构演变和转换机理。同时，将积极推动该技术在天然气、H₂等清洁能源储存运输以及碳捕集与封存等领域的实际应用，为推动国家能源转型和实现“双碳”战略目标提供坚实的技术支持。

此项研究成果得到了河南省高校科技创新人才、河南省重点研发专项等项目支持。