在烟气碳捕集过程中，由于质子迁移受限，CO₂吸收产物需在高温环境下接收质子以完成解吸，由此引发大量的溶剂汽化潜热，碳捕集的工艺能耗居高不下。在国家自然科学基金 (面上项目51878273、22178096、22176057) 等的资助下，华北电力大学汪黎东教授团队从相变吸收和催化解吸两方面开展创新研究并取得重要进展，相关成果已在Environmental Science & Technology和Applied Energy等期刊上发表。

该研究团队开发了系列基于环丁砜和醇类分相剂的可控相变吸收体系，通过优化极性差异及构建分子间氢键网络诱导产物定向迁移，实现了相变行为的精准调控 (图1 (a) ) ，从而将CO₂吸收工艺由全溶剂解吸转变为富相溶剂解吸，解吸体积降低50%以上，CO₂的解吸能耗降低了40%~50%。

该团队结合固体酸催化剂表面丰富的质子功能化基团，制备了分子筛复合型及衍生核壳固体酸催化剂，揭示了催化剂表面锚定的质子酸和电子酸协同作用强化质子迁移促进氨基甲酸盐解吸机制 (图1 (b) ) ，从而加快胺溶液的再生和CO₂解吸速率，使解吸能耗进一步降低了30%~50%。

该研究成果突破了碳捕集技术的高能耗瓶颈，将每吨碳 (以CO₂计) 捕集成本由450元降低至150~200元，已实现成功应用，取得了重大的经济效益和社会效益，核心技术成果处于国际领先水平，为碳达峰碳中和国家战略提供了关键技术支撑。相关成果获2022年河北省自然科学一等奖。