纳米修饰酶诱导矿化机制的自愈型CO2封存水泥

关注

联系合作

成果单位：中国石油大学（北京）

合作方式：合作开发技术入股

所处阶段：概念

关键词：水泥行业CO2封存CCS项目纳米修饰矿化机制系统架构核心算法

成果评价

总得分（满分100）

资本强度（满分0）

该成果得分：0

小果解读

核心问题

传统水泥材料在CO2封存过程中缺乏自修复能力，长期服役易因微裂纹扩展导致封存失效，同时微生物矿化技术受环境条件限制难以稳定发挥作用，影响CO2封存效率与建筑结构耐久性。

解决方案

基于纳米修饰酶诱导矿化机制，通过碳酸酐酶模拟酶实现超声响应型催化矿化，结合微生物矿化技术构建自修复体系。技术架构包含复合催化剂制备工艺优化、CCS项目决策支持系统开发及生命周期评估模型，关键技术点包括酶分子纳米修饰技术、超声响应催化机制、多尺度矿化协同效应控制。

竞争优势

创新性融合生物酶催化与纳米材料技术，实现水泥基材料自主修复微裂纹并持续封存CO2，较传统方法封存效率提升40%以上；通过生命周期评估优化工艺参数，降低全周期碳排放25%；具备知识产权保护的完整技术体系，在建筑业CO2封存领域形成差异化技术壁垒。

成果描述

成果公开日期

20251203

所属产业领域

建筑业

转化现有基础

超声响应型复合催化剂

当前处于实验室研发阶段（技术成熟度TRL 3-4级）
已完成实验室小试研究，合成工艺稳定
催化剂性能通过实验室标准测试验证
尚未开展中试放大和工程化验证 CCS项目决策支持系统
当前处于原型系统开发阶段（技术成熟度TRL 4级）
已完成核心算法开发和系统架构设计
通过模拟数据验证系统功能尚未在实际工业场景中部署应用

转化合作需求

基于项目当前处于实验室研发阶段的实际情况，特提出以下转化合作需求：

中试验证平台合作

寻求具备化工中试条件的企业或科研机构
合作开展催化剂公斤级放大试验
共同完成工艺参数优化与稳定性测试

工程化开发支持

需要工业场景测试机会，在真实排放源验证技术效果
寻求工程设计单位合作，进行反应器设计与系统集成
希望与检测机构合作，建立标准化测试方法

资金需求～150万，用于：催化剂中试放大、决策系统实地部署、技术优化与迭代
产业合作

水泥、钢铁、化工等排放企业（提供测试场景）
环保工程公司（共同开发应用方案）
投资机构（支持技术产业化）

转化意向范围

可国（境）内外转让

转化预期效益

碳减排贡献

预计技术成熟后，单个中等规模水泥企业年减排量可达5-10万吨CO??
推动行业碳减排成本降低30%以上
为区域碳达峰提供技术支持

成本节约效益

相比进口技术，投资成本降低40%

产业链影响

带动新材料产业发展
促进环保装备制造升级

项目名称

北京市自然科学基金外籍学者“汇智”项目

项目课题来源

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

摘要

超声响应型复合催化剂（技术成熟度：实验室验证阶段），当前状态：已完成实验室规模制备工艺优化，催化剂性能通过系统验证本项目；至于CCS项目决策支持系统（技术成熟度：原型系统阶段），当前状态：已完成系统架构设计和核心算法开发，通过典型案例验证。目前确实处于实验室研究阶段，但已经建立了扎实的技术基础和完善的知识产权保护。下一步需要通过中试验证和工程化开发，推动技术成熟度提升。