隨著我國經濟的快速發展，能源短缺及能源利用過程中產生的環境污染問題日益凸顯。工業生產過程中，大量的低溫余熱不能被利用白白浪費掉，因此，加強低溫余熱的回收利用是提高能源利用效率及節能減排的重要途徑和有效手段。

　　化學熱泵是利用可逆化學反應將低品位熱源的熱能以化學能的形式回收儲存起來，然后在較高溫度下釋放出來，用于供熱、制冷、干燥及發電等，實現能量的品位提升和利用。化學熱泵具有溫度適應范圍寬、溫度提升能力高、具備能量儲存功能等優點，特別適用于間歇性及不穩定性低溫余熱資源深度利用，具有廣闊應用前景。

　　中國科學院工程熱物理研究所傳熱傳質研究中心研究人員針對間歇性與波動性低溫余熱資源的深度利用問題，系統開展了化學熱泵低溫余熱品位提升及能量儲存相關基礎科學問題與關鍵技術研究：自主研發了適用于化學熱泵熱化學反應物系的新型高效納米鉑銅催化劑（如圖1），大幅提升了反應物系吸/放熱反應速率和主反應的選擇性，有效抑制了副反應的產生，解決了副產物這一長期制約化學熱泵發展和應用的瓶頸問題；創新性將分形理論與LBM相結合，模擬揭示了催化劑孔隙體系內多相多組份熱質傳遞機理與能質轉換過程特性及其與反應轉化率間的耦合協同效應，建立了熱化學反應選擇性的調控機制；首次提出了化學熱泵系統熱力學評價新標準——火積效率，發展了基于遺傳算法的多參數優化設計方法，實現了復雜化學熱泵系統各部件的優化設計與匹配；建立了化學熱泵系統從設計、運行到控制的一套完整理論體系；針對80-130°C的低溫熱源，自主研發了國內第一臺以異丙醇-丙酮-氫氣為反應物系的化學熱泵系統樣機（如圖2），溫度提升幅度為70-110°C，最高放熱溫度為200°C，系統熱效率達到25%，各項指標均優于國外同類水平。

　　以上工作得到國家重點基礎研究計劃和國家自然科學基金的資助，已在Energy，Applied Energy，Ultrasonics Sonochemistry，Applied Thermal Engineering，Industrial & Engineering Chemistry Research和Materials Letters 等國際學術期刊上發表論文20余篇。

圖1 （A-C）超細銅納米棒和（D）泡沫狀鉑銅雙金屬納米顆粒 

圖2 異丙醇-丙酮-氫氣化學熱泵循環系統樣機照片