目前,由于化石燃料的广泛使用致使大量二氧化碳被排放进入大气,由此导致的温室效应将引发严重的生态灾难。碳捕获与封存(Carbon capture and sequestration,CCS)技术是解决这一困境的有效手段。其中碳捕获技术主要适用于燃煤电厂,包括燃烧后捕获,燃烧前捕获和富氧燃烧捕获3种策略。立足于理论研究,首先根据燃煤电厂应用多孔材料进行碳捕获的流程建立物理模型,并讨论了评估材料碳捕获性能的热力学参数。接下来讨论了理论模拟碳捕获问题的方法,包括巨正则蒙特卡罗模拟与第一性原理计算,并提出了一种兼具第一性原理计算准确性与蒙特卡罗模拟高效性优势的多尺度模拟计算方法,该方法可以准确、高效地预测材料的碳捕获性能。
